Новый геном в семействе томатов раскрывает эволюционные загадки
Исследователи впервые секвенировали и собрали геном дикого вида из трибы физалиса (томатилло), входящей в семейство паслёновых (томатов). Это позволило получить новое представление об эволюции этого важнейшего семейства растений.
Геном — это полный набор ДНК организма. Сборка генома, подобная сборке пазла, помогает учёным понять, как развиваются растения и их плоды, что критически важно для селекции.
«Семейство паслёновых — просто самое увлекательное. Оно включает основные сельскохозяйственные культуры, инвазивные сорняки, важные лекарственные растения, декоративные виды и множество диких родственников культур», — говорит профессор Университета Колорадо в Боулдере Стэйси Смит, руководившая исследованием, опубликованным в The Plant Genome.
Учёные секвенировали геном дикого кустарника Iochroma cyaneum с ярко-синими цветами. Это первый представитель всей своей трибы, чей геном собран на уровне хромосом, и он не является сельскохозяйственной культурой, что делает его особенно ценным для понимания эволюции семейства.
Сравнив новый геном с другими, исследователи подтвердили, что Iochroma принадлежит к так называемой «ягодной кладе» — подгруппе, формирующей сочные многосемянные плоды, как томаты и перцы. Однако внутри этой клады генетические связи оказались неочевидными. Учёные столкнулись с «дискордантностью» — противоречивыми данными о том, какие виды наиболее близкородственны.
«Такое несогласие часто возникает, когда линии быстро дивергируют. Вероятно, это произошло десятки миллионов лет назад, когда мясистые ягоды этого семейства “взорвали” сцену. В результате мы не можем сделать однозначных заявлений о том, какие виды более тесно связаны», — поясняет Смит.
Ещё одним открытием стала уникальная перестройка генома Iochroma. Гены перемещались между хромосомами, но этот паттерн не похож ни на один другой секвенированный геном, указывая на особый эволюционный путь кустарника.
«С добавлением генома Iochroma мы приближаемся к пониманию того, как гены перемешивались в ходе эволюционной истории ягодной клады. Мы лишь в начале пути понимания того, как развилось это разнообразие», — говорит Смит.
Хотя это исследование не приведёт к немедленному созданию более вкусных томатов, оно подчёркивает огромное разнообразие паслёновых. Смит призывает садоводов попробовать менее известные культуры: золотые ягоды (физалис), земляничные физалисы, пепино, вондерберри или наранхилью, многие из которых можно выращивать в северном климате.