Щойно опублікований один із найбільш повних наборів геному рослин, відомий на сьогоднішній день, - моркви. Повна послідовність проливає світло на еволюційне походження цього овоча, його характерний оранжевий колір та харчову цінність.
Морква належить до філогенетичного дерева інших рослин, таких як селера, салат або соняшник. Однак геноми цих культур, важливі для раціону людини у всьому світі, ще не були опубліковані до сьогодні.
Нове дослідження під керівництвом Університету штату Вісконсін-Медісон (США), в якому бере участь іспанська компанія Sequentia Biotech, описує в журналі Nature Genetics послідовність геному моркви.
"Безпосередніми користувачами всієї послідовності геномів будуть виробники рослин, які використовуватимуть його для маркерної селекції для стійкості до хвороб насіння та для детальнішого вивчення характеристик культури. Це також буде корисно для кількох лабораторій, які проводять фундаментальне дослідження морквяних пігментів, їх реакція на біотичний та абіотичний стрес, їх ріст, розмноження та еволюція ", - запевняє Сінк Філіп Саймон, дослідник з Університету штату Вісконсин-Медісон та співавтор дослідження
Дослідники порівняли послідовність моркви з іншими геномами рослин і визначили, коли відбулася розбіжність в еволюції цих овочів. Таким чином, вони знають, що морква відокремилася від винограду 113 мільйонів років тому, від ківі 101 мільйон років тому, а від картоплі та помідорів 90,5 мільйона років тому. "З публікацією послідовності геному моркви, - додає Саймон, - еволюція цієї групи рослин стає більш зрозумілою".
За словами вченого, "геном сприятиме нашому розумінню шляхів біосинтезу інших ознак моркви, включаючи гени, що впливають на накопичення каротиноїдів, антоціанів, вуглеводів та терпеноїдів. Він також розширить знання про шкідників і хвороби, стійкість, відповіді на абіотичний стрес, розмноження та ріст; і допоможе вирощувати більш ефективні врожаї ".
Більше генетичне різноманіття, ніж люди
Вченим відомо, що фрукти та овочі - це не тільки джерело калорій і клітковини, але також забезпечують численні вітаміни та інші сполуки, які благотворно впливають на здоров’я. "Досягнення технологій секвенування дають вченим рослин нову інформацію для розробки сортів культур з вищою харчовою цінністю", - додає дослідник.
Кількість генів у геномі моркви (32 113) є типовою для рослин, яка в середньому становить близько 30000. "Цікаво, що геноми рослин в середньому містять більше генів, ніж геном людини. Це, мабуть, тому, що багато геноми рослин дублювались протягом своєї еволюції", - стверджує Саймон.
На сьогодні проведено секвенування понад 100 геномів рослин, включаючи приблизно 11 овочевих культур, таких як картопля, помідор, огірок або перець.
Автори дослідження виявили ген, відповідальний за високе накопичення бета-каротину, попередника вітаміну А, в корені моркви. "Описаний ген пояснює здатність коренів моркви накопичувати каротиноїдні пігменти і є одним із двох генів, відповідальних за перетворення моркви з білої (дикий родовий тип) в помаранчеву".
Без нього коріння моркви може бути білим (без каротиноїдного пігменту) або блідо-помаранчевим (з низькою кількістю бета-каротину). На основі історичних записів їм вдалося виявити, як темно-помаранчева морква (з великою кількістю бета-каротину) вперше вийшла на овочевий ринок приблизно в 1500 році. "Вам потрібна як мутація гена Y, так і мутація гена Y2, тому що морква має велику кількість бета-каротину ", робить висновок Саймон.