Сравнение геномов диких и культурных томатов
Исследователи из США, Европы и Японии впервые провели сравнение как последовательностей ДНК, так и активности генов (транскрипции) между культурным томатом и его дикими родственниками.
Результаты дают представление о генетических изменениях, связанных с одомашниванием, и могут помочь в будущих усилиях по селекции новых признаков у томатов или других сельскохозяйственных культур. Исследование опубликовано 24 июня в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Например, внедрение новых признаков в томаты часто включает их скрещивание с дикими родственниками. Новое исследование показывает, что крупный блок генов от одного вида дикого томата (Solanum pennellii) присутствует в культурном томате и оказывает широкое, неожиданное влияние на весь геном.
Учёные изучили культурный томат (Solanum lycopersicum) и диких родственников S. pennellii, S. habrochaites и S. pimpinellifolium. Сравнение геномов растений показывает эффекты эволюционных «бутылочных горлышек» — например, при первоначальном одомашнивании в Южной Америке и позже, когда томаты были завезены в Европу для культивации.
Среди других находок:
- Гены, связанные с цветом плодов, быстро эволюционировали у одомашненных красноплодных томатов и их зеленоплодных диких родственников.
- У S. pennellii, обитающего в пустынных условиях, ускорилась эволюция генов, связанных с устойчивостью к засухе, жаре и засолению.
Исследователи изучали не только ДНК растений, но и матричную РНК (mRNA), транскрибируемую с различных генов. Если последовательность ДНК — это список деталей для «сборки» растения томата, то транскрипты mRNA — это пошаговые инструкции.
Профилирование экспрессии генов в сочетании с пониманием биологии растений позволяет понять, как гены взаимодействуют для создания сложных фенотипов.
«Геномика ускорила предыдущие анализы «ген за геном», на которые у нас уходили годы», — отмечают авторы. Подобное исследование не могло быть проведено десять лет назад из-за технологических и бюджетных ограничений.