Геномный анализ выявил множественные доместикации азиатского риса
Исследование под руководством профессора Ге Сонга из Института ботаники Китайской академии наук, опубликованное в Nature Plants, показало, что одомашнивание азиатского риса началось независимо от разных диких линий в различных регионах. Процесс был завершен благодаря непрерывному отбору и обмену полезными аллелями между разными группами культиваров.
Культурный азиатский рис (Oryza sativa L.), состоящий из двух подвидов (Japonica и Indica), является одной из важнейших сельскохозяйственных культур и модельным объектом для биологических исследований. Несмотря на обширные исследования, происхождение его доместикации оставалось спорным вопросом почти столетие, с двумя основными гипотезами (однократная vs. множественная доместикация).
В данной работе ученые провели масштабный геномный анализ истории одомашнивания риса, используя набор данных из 459 заново секвенированных и 1119 общедоступных геномов диких и культурных образцов.
Предложив новую стратегию для проверки альтернативных гипотез, они идентифицировали 993 гена отбора, общих для Japonica и Indica. Это указывает, что доместикационные аллели этих генов возникли лишь однажды — либо в Japonica, либо в Indica.
Ключевой результат: аллели доместикации для большинства (80%) отобранных генов произошли от дикого риса O. rufipogon в Китае. Однако аллели для существенной доли генов (20%) произошли от дикого риса O. nivara в Южной и Юго-Восточной Азии. Эти данные подтверждают отдельные события доместикации азиатского риса в разных регионах.
Исследование также предоставило новые геномные ресурсы, включая 422 заново секвенированных диких образца, верифицированных фенотипически. Это будет способствовать дальнейшим исследованиям в генетике, эволюции и селекции риса.
Расширенный набор данных позволил выявить глубокую генетическую структуру и множественные различные линии как среди дикого, так и среди культурного риса, обеспечив лучшую филогенетическую основу для реконструкции истории доместикационных генов.
Неожиданным открытием стало то, что некоторые регионы селективного сканирования (selective sweep) в рисе содержали гены разного эволюционного происхождения. Это указывает, что предыдущая практика реконструкции единой филогении на основе конкатенации таких регионов для вывода истории доместикации была некорректной.
«Это исследование имеет важное значение для других одомашненных видов, особенно тех, чья эволюционная история осложнена широким и непрерывным потоком генов между культиварами и линиями», — отметил профессор Ге Сонг, автор-корреспондент исследования.