Изненадващо откритие на учени разкри, че древен генетичен брак преди около 9 милиона години е дал началото на това, което сега е третата по големина основна култура в света: картофите. А доматът, оказва се, е майката на картофите.
Проучването е проведено от изследователски екип в Института по селскостопанска геномика – част от Китайската академия по селскостопански науки в Шънджън, провинция Гуандун – и изследовател от университета Ланджоу в провинция Гансу, в сътрудничество с учени от Канада и Обединеното кралство. То показва, че картофът произхожда от древно хибридизационно събитие между доматеното растение и картофеноподобно растение преди около 9 милиона години. Това кръстосване е довело и до създаването на нов орган: грудката.
Публикувани в последния брой на списание Cell, тези открития предоставят новаторска теоретична перспектива за генетичното селекциониране на картофи.
Като най-важната клубеноплодна култура в света, картофите произхождат от Южна Америка. Ценени заради високото си хранително съдържание и широката си адаптивност, те се разпространяват по целия свят.
Хуанг Санвен, който ръководеше изследването, обясни, че произходът на картофа отдавна е озадачавал учените. На външен вид съвременните картофени растения са почти идентични с картофеноподобния вид, наречен Etuberosum, който не носи грудки. Въпреки това, картофените растения са по-тясно свързани с доматите, въз основа на филогенетичен анализ.
За да разкрият мистерията на произхода на картофите, изследователският екип анализира 101 генома и 349 ресеквенирани проби от култивирани картофи и техните 56 диви роднини – на практика това е цялостен ДНК тест за бащинство за всички картофи.
Те открили, че всички изследвани картофи носят стабилен, балансиран генетичен принос както от Etuberosum, така и от домата. От това те заключили, че картофът е хибридно потомство на двата вида.
За да потвърдят тази хипотеза, екипът допълнително оценил времената на дивергенция на трите вида. Резултатите им показали, че Etuberosum и доматът са започнали да се дивергенират преди около 14 милиона години. Приблизително 5 милиона години след дивергенцията им, двата вида са се хибридизирали, което е довело до появата на най-ранните картофени растения с грудки преди около 9 милиона години.
„Доматът е служил като майчин родител на картофа, докато Etuberosum е бил бащин родител“, каза Хуанг.
Това, което продължавало да озадачава изследователите обаче, било защо само картофът развива грудки, докато родителите му нямат такива. Доматът няма нито подземни стъбла, нито грудки, а Etuberosum има подземни стъбла, но няма подути грудки.
Екипът на Хуанг предложи смело обяснение: грудката може да е продукт на геномно пренареждане. След кръстосването на двете родови линии, техните гени се рекомбинират по начин, който случайно създава грудката като нов орган.
Екипът проследи произхода на ключовите гени за образуване на грудки, които представляват комбинация от генетичен материал от всеки родител. Те откриха, че генът SP6A, който действа като главен превключвател, казващ на растението кога да започне да образува грудки, произхожда от доматената страна на семейството. Друг важен ген, IT1, който помага за контрол на растежа на подземните стъбла, образуващи грудки, произхожда от страната на Etuberosum. Без нито един от двата гена, хибридното потомство не би било способно да произвежда грудки.
Този древен брак не само е довел до образуването на клубена, но и е обогатил генетичното разнообразие в рода на картофеното растение.
Екипът също така откри, че всеки картоф показва „мозаичен“ модел на родителски генетичен принос.
Когато са подложени на различни екологични натоварвания, тази мозаична генетична комбинация позволява избора на оптимални генни набори, което дава възможност на картофите да се адаптират към разнообразни местообитания, вариращи от умерени пасища до алпийски ливади.
Грудката има предимство за оцеляване под земята. Тя съхранява вода и нишесте, помагайки на картофите да издържат на суша и студ, и позволява размножаване без семена или опрашване, тъй като новите растения могат да поникнат директно от пъпките на грудките.
Синхуа
Like this:
Like Loading…
Нашия източник е Българо-Китайска Търговско-промишлена палaта