Расшифрован геном шоколада

Две независимые исследовательские группы объявили о полном секвенировании геномов двух разновидностей дерева какао (Theobroma cacao). Работа велась 10 лет в планировании и 2 года в секвенировании.

Большая часть мирового шоколада производится из какао-бобов двух сортов:

• Forastero — используется для основной массы шоколада.
• Criollo — потомок растений, культивировавшихся майя, известен исключительно тонким вкусом.

Проблема: уязвимость к болезням

Все виды деревьев какао крайне восприимчивы к болезням. Например, урожай какао-бобов в Бразилии был уничтожен грибковой инфекцией ведьмина метла. Грибок, вероятно, сосуществовал с деревом какао в Амазонии, а при переходе к монокультуре получил широкое распространение. Другие грибки (например, черная гниль), вирусы и насекомые также поражают плантации в Африке и Юго-Восточной Азии, где сейчас выращивается 70% мирового какао.

Ежегодные потери фермеров от этих болезней оцениваются в $700 млн. Это вызывает особую озабоченность у крупных кондитерских компаний, таких как Mars, Incorporated и Hershey's Chocolate.

Геномные проекты

Два года назад Mars и Hershey объявили об отдельных планах финансирования секвенирования генома дерева какао:

• Группа, получившая финансирование от Mars и Министерства сельского хозяйства США, работала над геномом Forastero.
• Hershey в партнерстве с Университетом Пенсильвании и французским агентством CIRAD работала над геномом Criollo.

Цель — не создание генетически модифицированных шоколадных батончиков, а предоставление селекционерам мощного инструмента — маркер-опосредованной селекции. Это ускорит выведение сортов, устойчивых к болезням, засухе, и улучшит вкусовые качества.

Наличие генома какао также открывает уникальную возможность изучить генетическое взаимодействие между патогенами (чьи геномы, например, ведьминой метлы, уже известны) и растением-хозяином.

Результаты и дальнейшие шаги

• Проект Criollo: международная команда из 60 ученых собрала 76% генома и идентифицировала 96% генов.
• Проект Forastero: достигнут больший успех — собрано 92% генома, включая 35 000 генов.

Следующий этап — идентификация молекулярных маркеров — сложный и кропотливый процесс. Сборку генома сравнивают с решением 10 пазлов (по числу хромосом), каждый из 40 миллионов частей.

Геном Forastero стал доступен онлайн в прошлом месяце. Последовательность Criollo будет опубликована на сайте Национального центра биотехнологической информации (NCBI) после выхода статьи в рецензируемом журнале, без ограничений для использования.

Обе группы намерены совершенствовать последовательности и переходить к этапу использования данных для создания более устойчивых растений какао по всему миру. Это поможет не только производителям, но и миллионам фермеров, обеспечивая более надежный и экологически устойчивый урожай "пищи богов" — Theobroma cacao.