Расшифрован полный геном оливы — самого знакового дерева Средиземноморья
Олива была одним из первых одомашненных деревьев в истории человечества, вероятно, около 6000 лет назад. Этот средиземноморский символ имеет жизненно важное значение для экономик Испании и других стран региона (Италия, Греция, Португалия). Испания — ведущий мировой производитель оливкового масла, на долю которого приходится треть от мирового производства в почти 3 миллиона тонн ежегодно.
До сих пор геном оливы оставался неизвестным. Он регулирует различия между сортами, размер и вкус плодов, долголетие деревьев и их адаптацию к засушливым условиям.
Теперь международная команда исследователей из Центра геномной регуляции (CRG) в Барселоне, Королевского ботанического сада (CSIC-RJB) и Национального центра геномного анализа (CNAG-CRG) впервые в истории полностью секвенировала геном оливы. Результаты работы, полностью финансируемой Banco Santander, опубликованы в журнале GigaScience. Это открывает путь к новым исследованиям, которые помогут в развитии оливы и защите от инфекций, наносящих серьёзный ущерб, таких как бактерия Xylella fastidiosa и гриб Verticillium dhailae.
«Знание генетической информации оливкового дерева позволит нам внести вклад в улучшение производства масла и оливок, что имеет большое значение для экономики Испании», — говорит ведущий автор работы Тони Габальдон.
Частное финансирование для поддержки публичной науки
Проект начался четыре года назад после презентации, на которой исследователь CSIC Пабло Варгас предложил тогдашнему председателю Banco Santander Эмилио Ботину полностью секвенировать геном оливы с использованием передовых технологий, аналогичных применённым для секвенирования генома иберийской рыси.
Через пять месяцев был подписан контракт на трёхлетнее исследование.
«Есть три фазы секвенирования генома: сначала выделить все гены (это мы опубликовали два года назад), затем собрать геном (упорядочить гены, как страницы книги) и, наконец, идентифицировать все гены (переплести книгу). Последние две фазы мы и представляем сейчас», — объясняет Пабло Варгас.
По словам Тайлера Алиото из CNAG-CRG, этот геном содержит около 1,31 миллиарда «букв» и более 1000 ГБ данных.
«Мы обнаружили более 56 000 генов, что значительно больше, чем у родственных растений, и вдвое больше, чем в геноме человека».
Расшифровка эволюционной истории
Помимо полного секвенирования, исследователи сравнили ДНК этого тысячелетнего дерева с другими разновидностями, включая дикую оливу. Они также определили транскриптом — гены, экспрессируемые в листьях, корнях и плодах на разных стадиях созревания.
Следующим шагом будет расшифровка эволюционной истории дерева, которое было частью цивилизаций Старого Света с бронзового века. Тогда в Восточном Средиземноморье начался процесс одомашнивания дикой оливы. Позднее селекция в разных странах привела к появлению почти 1000 современных сортов.
Изучение эволюции олив из разных стран позволит понять их происхождение, ключи адаптации к разнообразным условиям и причины необычайного долголетия — деревья могут жить 3000–4000 лет.
«Эта долговечность делает секвенированное нами оливковое дерево практически живым памятником. Впервые секвенирована ДНК особи, которой уже более 1000 лет и которая, вероятно, проживёт ещё столько же», — говорят Габальдон и Варгас.