Расшифровка генома ананаса указывает на однократное одомашнивание растений

Международная команда под руководством Рея Минга, профессора биологии растений Иллинойсского университета, опубликовала в Nature Genetics анализ генома красного ананаса (Ananas comosus var. bracteatus). Этот сорт выращивают для производства волокна и в декоративных целях. Учёные также изучили данные секвенирования других ключевых культиваров съедобного ананаса.

Ключевая гипотеза и метод

Исследователи проверили гипотезу о том, что культуры, размножаемые вегетативно (черенками и т.п.), могли быть одомашнены в один шаг, а не в ходе многолетней селекции. Они секвенировали геном красного ананаса, использовав как референс ранее расшифрованный геном плодового ананаса, и повторно секвенировали геномы 89 образцов различных культиваров.

Был разработан новый биоинформатический метод, выявляющий длинные концевые участки гомозиготности (сходства) на хромосомах.

Главное открытие

«К нашему удивлению и радости, обширные концевые участки гомозиготности были обнаружены у культивара "Singapore Spanish"», — сообщил Минг. Это лучше всего объясняется тысячами лет исключительно клонального размножения: «Одна половая рекомбинация могла бы прервать эти участки». Этот метод применим для изучения истории одомашнивания других клонально размножаемых культур: картофеля, сахарного тростника, маниоки, банана.

Другие результаты

Сравнение геномов позволило выявить гены, ответственные за важные признаки:

• Повышенное производство волокна в листьях красного ананаса.
• Сладость определённого плодового культивара, вероятно, связана с отбором по гену сахарного транспортера.
• Получены дополнительные доказательства вовлечённости определённых генов в способность к самоопылению.

Вывод

Исследование даёт убедительные доказательства возможности быстрого, «одношагового» одомашнивания клонально размножаемых растений. «Сосуществование пунктирного полового размножения и "одношаговой операции" в одомашнивании таких культур подразумевает, что их быстрое одомашнивание возможно», — заключил Минг, приведя в пример макадамию, большинство гавайских культиваров которой отобраны из сеянцев диких деревьев.