Генетики розібралися в заплутаній історії одомашнення кукурудзи

15.12.2018, Служба новин ІАС "Аграрії разом"
Генетики розібралися в заплутаній історії одомашнення кукурудзи Рис.1
Фото: із відкритих джерел

Шлях кукурудзи до одомашнення виявився довшим, ніж вважали дослідники, йдеться в Science. Як показали автори статті, кукурудза, ймовірно, була одомашнена одного разу, в Центральній Америці та її досить швидко перевезли на північ і на південь. Але потім її «доводили до розуму» і проводили додаткову селекцію безпосередньо в Південній і Північній Америці. Крім того, в Південну Америку кукурудза потрапляла двічі.

До недавнього часу дослідники вважали, що кукурудзу одомашнили близько десяти тисяч років тому на півдні сучасної Мексики. Її предком, імовірно, була місцева рослина теосінте. З Мексики вона потрапила на південь Північної Америки і в Південну (в Анди і Амазонію). Судячи з археологічних доказів, кукурудза з'явилася на південному заході Сполучених Штатів приблизно чотири тисячі років тому. У Панамі її почали вирощувати близько 7,5 тисяч років тому, а 6,3-6,5 тисяч років назад кукурудза дісталася до Анд і північного заходу Амазонії.

Але два роки тому генетики досліджували геном кукурудзи, яку близько 5,3 тисяч років тому вирощували на території сучасної Мексики, і виявили, що вона була одомашнена тільки частково. У геномі присутні варіанти генів, характерні як для культурної рослини, так і для дикої. При цьому в Південній Америці одомашнену кукурудзу вже вирощували за тисячу років до цього.

Щоб співвіднести археоботанічні і генетичні докази між собою, вчені з семи країн під керівництвом Логана Кистлер (Logan Kistler) з Національного музею природної історії у Вашингтоні зробили порівняльний аналіз геномів 40 місцевих сортів кукурудзи і дев'яти стародавніх рослин з Південної Америки. Як референтних геномів вони взяли 70 вже опублікованих геномів сучасних і стародавніх зразків кукурудзи і теосінте.

Дослідники виявили кілька генетичних ліній кукурудзи. Чотири з них зустрічалися тільки в одному регіоні - на півдні Північної Америки, Андах, Амазонії і Центральній Америці. А п'ята, «Панамериканська», була поширена на півдні Мексики і в Південній Америці. З цих результатів і археоботанічних даних дослідники зробили висновок, що, по-видимому, одомашнення кукурудзи відбулося тільки один раз. Незабаром після цього частково одомашнену рослину привезли на північ і південь і вже там селекція продовжилася. Згодом культурна кукурудза ще раз потрапила з Центральної в Південну Америку - про це свідчить «панамериканський» генетичний кластер.

Автори зіставили генетичні, археоботанічні і лінгвістичні докази, і прийшли до висновку, що з Центральної Америки близько 6,5 тисяч років тому частково одомашнену кукурудзу привезли на північний захід Амазонії. А звідти, після додаткової селекції рослина потрапила в Анди, а потім, близько 4,3 тисяч років тому, в східну частину Амазонії. Стародавні сорти кукурудзи, поширені в Бразилії, виявилися генетично схожі на рослини, які вирощували в Андах, недалеко від північно-західних районів Амазонії. А слово, що позначає кукурудзу, прийшло в мови, якими розмовляють жителі бразильської савани і Атлантичного узбережжя країни з мов індіанців араваків, які імовірно, з'явилися на північному заході континенту.

Раніше американські біологи знайшли мутацію, яка, можливо, відповідальна за ключову відмінність кукурудзи і її дикого предка. Зерна теосінте, на відміну від кукурудзяних, покриті захисною оболонкою, і якщо її зняти, початок розсипається. Це ускладнює обробку класів під час збору врожаю. Мабуть, завдяки єдиній мутації, кукурудза стала Голозерновою рослиною, а її зерна міцно кріпляться до центрального квітконосу.

Також читайте:

Джерело: 
science.sciencemag.org.
Читайте більше новин з розділів: 
Наука, інновації Усі новини
Дізнавайтесь першими найсвіжіші агрономічні новини України та світу на нашій сторінці в Facebook, Twitter Telegram.

Коментарі та відгуки