Впервые секвенирован геном ячменя возрастом 6000 лет
Международной группе исследователей впервые удалось секвенировать геном зерен ячменя эпохи халколита. Это самый древний из реконструированных на сегодняшний день геномов растений. Зерна возрастом 6000 лет были извлечены из пещеры Йорам в южном обрыве крепости Масада в Иудейской пустыне в Израиле, недалеко от Мертвого моря. Генетически доисторический ячмень очень похож на современный ячмень, выращиваемый в Южном Леванте, что подтверждает существующую гипотезу о доместикации ячменя в долине Верхнего Иордана.
Самый древний реконструированный геном растения
В этом исследовании команда успешно секвенировала полный геном 6000-летних зерен ячменя. Результаты опубликованы в онлайн-версии журнала Nature Genetics.
"Генетический материал хорошо сохранился на протяжении нескольких тысячелетий благодаря крайней сухости региона", — объясняет Эхуд Вайс из Университета Бар-Илан. Чтобы определить возраст древних семян, исследователи разделили зерна: одну половину подвергли радиоуглеродному датированию, а из другой извлекли древнюю ДНК. "Древняя ДНК работает для нас как капсула времени", — говорит Йоханнес Краузе из Института науки об истории человечества им. Макса Планка. Геном зерен ячменя халколита — самый древний из реконструированных геномов растений.
Доместикация ячменя завершилась очень рано
Пшеница и ячмень выращивались уже 10 000 лет назад в Плодородном полумесяце.
"Наши анализы показывают, что семена, культивировавшиеся 6000 лет назад, сильно отличаются генетически от диких форм, которые мы находим сегодня в регионе. Однако они демонстрируют значительное генетическое сходство с современными одомашненными линиями из региона", — объясняет Нильс Штайн из Института генетики растений и исследований культурных растений им. Лейбница (IPK). "Это показывает, что доместикация ячменя в Плодородном полумесяце уже была очень продвинутой в очень ранний период".
Сравнение древних семян с дикими формами и местными сортами (landraces) позволило предположить "происхождение доместикации ячменя в долине Верхнего Иордана" — гипотезу, которую также подтверждают два археологических памятника в этом районе, где были найдены самые ранние остатки выращивания ячменя.
Иммигранты "доверяли" существующим местным сортам
Генетическое сходство с современными одомашненными линиями региона также показательно. "Это удивительная находка, учитывая, насколько изменился климат, а также местная флора и фауна и методы ведения сельского хозяйства за этот долгий период", — говорит Мартин Машер из IPK, ведущий автор исследования. Исследователи предполагают, что завоеватели и иммигранты, приходившие в регион, не привозили собственные семена, а продолжали культивировать местные, адаптированные сорта.
Новое понимание происхождения культурных растений
Сочетание археологии, археоботаники, генетики и вычислительной геномики в междисциплинарном исследовании дало новые знания о происхождении культурных растений. "Это только начало нового и захватывающего направления исследований", — прогнозирует Верена Шунеманн из Тюбингенского университета, второй ведущий автор. "Анализ ДНК археологических останков доисторических растений даст нам новое понимание происхождения, доместикации и распространения культурных растений".