Знание генома миндального дерева будет очень важным инструментом в улучшении вида. «Например, эта информация позволит нам найти более продуктивные и более устойчивые к болезням сорта, а также исключить те, которые легче переносят горький миндаль», – объясняет Пере Арус, исследователь IRTA в CRAG. Арус руководил исследованием, которое сейчас публикуется в The Plant Journal, а также принял участие в международном консорциуме, который в конечном итоге секвенировал геном персикового дерева в 2013 году.
Общий предок в центре Азии
Сравнение генома сорта миндального дерева Техасский ? в секвенировании которого участвовала команда Тайлера Алиото из Centro Nacional de Analisis Genomico (CNAG-CRG), входящего в состав Центра геномной регуляции (CRG) ? а геном персикового дерева помещает расхождение обоих видов на шесть миллионов лет назад.
Результаты согласуются с существующей гипотезой о существовании общего предка этих видов Prunus в центре Азии и последующем разделении обеих популяций, которое произошло при поднятии Гималайского массива. Это геологическое явление привело бы к тому, что обе популяции Prunus оказались в совершенно разных климатических условиях, в которых развивались бы оба вида: миндальное дерево в засушливых степях центра и запада Азии и персиковое дерево в субтропическом климате Востока, в область, которая сейчас является Южным Китаем.
Дифференциация: мобильные генетические элементы
Авторы статьи обнаружили, как и следовало ожидать, что геномы миндального дерева и персикового дерева обладают высокой степенью сохранности, и исследовали степень различий между ними и возможность их объяснения действие транспозонов.
Транспозоны – это фрагменты ДНК, способные изменять положение в геноме и размножаться, перепрыгивая с одной хромосомы на другую и занимая большую часть генома. В этом процессе транспозиции эти мобильные генетические элементы могут создавать мутации или изменять локальные свойства генома, тем самым влияя на регуляцию генов.
Было много дискуссий относительно полезности этих мобильных генетических элементов с тех пор, как Барбара МакКлинкток предсказала их существование почти 70 лет назад и за что она получила Нобелевскую премию по медицине и физиологии в 1983 году.
Результаты анализа геномов миндального и персикового деревьев показывают, что примерно 37% их генома состоит из мобильных элементов, и что на некоторые из генов, которые играют ключевую роль в дифференциации обоих видов, их присутствие влияет. элементы. «В этом исследовании мы обнаружили, что недавняя история транспозонов миндального дерева и персикового дерева может лежать в основе многих важных различий между обоими видами», – объясняет Хосеп М. Казакуберта, исследователь CSIC в CRAG, эксперт по мобильным генетическим элементам и соруководитель исследования. «Хотя все больше исследований демонстрируют ключевую роль мобильных элементов в эволюции, сравнение миндального дерева и персикового дерева, оба вида с разными характеристиками, но с очень близкими геномами, дает уникальное понимание влияния транспозонов. на начальных этапах разделения видов "непрерывная Casacuberta.
Ключ к искоренению горького миндаля
Большинство видов Prunus имеют горькие и токсичные семена, хотя есть группа разновидностей миндальных деревьев, которые имеют сладкий миндаль, аспект, который играет ключевую роль в их одомашнивании и их сельскохозяйственном и экономическом интересе. Предыдущие исследования выявили определенные гены, участвующие в синтезе соединения, которое придает горечь и токсичность этим семенам: амигдалин.
Теперь команда CRAG обнаружила, что в культурах сладкого миндаля по крайней мере один из этих генов, участвующих в синтезе амигдалина, подвергается воздействию вставок транспозонов, что предполагает ключевую роль не только в диверсификации миндального дерева и персикового дерева, но и также в вариациях в пределах одного и того же вида (горький миндаль и сладкий миндаль).