Геном фасоли обыкновенной раскрывает секреты фиксации азота
Исследователи секвенировали и проанализировали геном фасоли обыкновенной (Phaseolus vulgaris). Работа, поддержанная Управлением науки Министерства энергетики США (DOE) и Национальным институтом продовольствия и сельского хозяйства USDA, была опубликована 8 июня 2014 года в журнале Nature Genetics.
Фасоль обыкновенная (включая разновидности: почковую, белую, стручковую, пинто) — 10-я по распространённости продовольственная культура в мире. Как и другие бобовые, она способна вступать в симбиотические отношения с азотфиксирующими бактериями, что снижает зависимость от удобрений. Понимание этого механизма важно для повышения устойчивости и продуктивности биоэнергетических и продовольственных культур.
Ключевые результаты исследования:
- Секвенирование: Учёные собрали геном размером 473 миллиона пар оснований.
- Двойное одомашнивание: Фасоль была одомашнена независимо в двух регионах — Мезоамерике и Андах — более 100 000 лет назад. Сравнение геномов показало небольшую долю общих генов, что указывает на разные пути доместикации.
- Поиск полезных генов: Обнаружены плотные кластеры генов, связанных с устойчивостью к болезням, и несколько генов, участвующих в метаболизме азота.
- Сравнение с соей: Геном фасоли эволюционировал быстрее, чем геном сои, после расхождения их общего предка около 20 миллионов лет назад. Выявлена синтения (сохранение порядка генов) между видами.
Практическое значение:
Полученные данные могут помочь в совершенствовании традиционной системы совместных посевов мильпа (фасоль, кукуруза, тыква), которая позволяет получать высокие урожаи без внесения удобрений. Идентификация ключевых генов даёт мишени для будущей селекции на устойчивость к стрессам и продуктивность.