Сельское хозяйство

Создан эталонный геном дикого предка помидора

Создан эталонный геном дикого предка помидора

Biodiversity Heritage Library Follow/Flickr

Американские ученые создали эталонный геном Solanum pimpinellifolium, дикого предка современных томатов. Также они сравнили его с геномами современного помидора и родственных растений, обнаружив гены, отвечающие за вкус, урожайность, устойчивость и другие характеристики. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Тысячи лет назад жители Южной Америки начали одомашнивать Solanum pimpinellifolium. Это был сорняк с небольшими ароматными плодами. Со временем это растение превратилось в Solanum lycopersicum, который хорошо известен всем как помидор. Современные томаты крупнее своих диких предков, и их легче выращивать, но при этом они менее устойчивы к болезням и неблагоприятным условиям.

Эталонный геном — это последовательность нуклеиновых кислот, созданная учеными как пример набора генов в идеализированном организме данного вида. Подобные геномы существуют для разных живых организмов, в том числе и для человека, и теперь американские ученые из Института Бойса Томпсона (США) создали его для S. pimpinellifolium. «Этот эталонный геном позволит исследователям и селекционерам обнаруживать новые гены в современных помидорах и заново вводить гены предка, которые были утрачены со временем. Благодаря этому можно повысить, например, качество плодов и устойчивость растения к стрессу», — рассказал руководитель исследования Чжанцзюнь Фэй. Авторы отмечают, что, хотя другие ученые и раньше секвенировали S. pimpinellifolium, их эталонный геном наиболее полный и точный благодаря передовым технологиям секвенирования, которые способны считывать очень длинные фрагменты ДНК.

Исследователи сравнили свой эталонный геном с геномом культивируемого томата Heinz 1706. Они обнаружили более 92 тысяч структурных вариаций. Затем исследователи изучили пангеном томатов — совокупность всех генов родственных организмов — и обнаружили много интересных структурных вариантов, которые оказались связаны с важными признаками. Например, у современных томатов оказались некоторые делеции генома, которые снижают уровень ликопина — красного пигмента. Также ученые обнаружили вставку, снижающую содержание сахарозы.

«Многие потребители разочарованы качеством и вкусом современных помидоров, потому что прошлые селекционные усилия были направлены на повышение производительности и урожайности, отодвигая вкусовые качества на второй план. Но генетическое разнообразие, которое мы зафиксировали в геноме S. pimpinellifolium, позволяет вернуть магазинным томатам вкусовые качества их предка», — отметил один из авторов исследования Джим Джованнони.

Ученые обнаружили и другие структурные вариации, которые могут быть интересны селекционерам. Среди них есть гены, отвечающие за устойчивость к болезням, влияющие на размер плодов, созревание, гормональную регуляцию, метаболизм и развитие цветов, семян и листьев.

«Во время одомашнивания томатов было утеряно очень много генетического разнообразия. Но наше исследование поможет его частично вернуть, сделав помидоры вкуснее, питательнее и устойчивее», — подчеркнул Фэй.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.