Геноми диких томатів пропонують цінний ресурс для покращення томатів
Дикі родичі томатів Solanum habrochaites та S. galapagense є важливими донорами гермоплазми у сучасній селекції томатів. У порівнянні з культивованими помідорами вони володіють багатьма бажаними властивостями, зокрема високою стійкістю до біотичних та абіотичних стресів. Однак відсутність високоякісних геномів обмежило вивчення генетики та молекулярних механізмів, що лежать в основі цих ознак.
Дослідники з Уханьського ботанічного саду Китайської академії наук разом із співробітниками з Корнельського університету та Чжецзянського університету створили еталонні геноми двох видів у масштабі хромосом, об'єднавши читання PacBio HiFi та дані секвенування Hi-C.
Характеристики геномів S. habrochaites та S. galapagense: A. Геномний ландшафт S. habrochaites та S. galapagense; B. Філогенія десяти видів Solanaceae з передбачуваним часом розбіжності; C. Розміри СВ та чисельність S. habrochaites та S. galapagense. Кредит: Ю Сяофень
Філогенетичне дерево, побудоване для S. habrochaites, S. galapagense та восьми інших видів Solanaceae з використанням 3011 однокопійних ортологічних генів, показало, що S. habrochaites був близьким до S. pennellii, а S. galapagense виявився близьким до S. lycopersic. Порівняльний аналіз виявив 734 і 308 видоспецифічних генів у S. habrochaites і S. galapagense, відповідно, які можуть надавати ознаки стресостійкості двох видів.
Усього було ідентифіковано 336 319 структурних варіантів (СВ) між S. habrochaites та S. lycopersicum та 98 443 СВ між S. galapagense та S. lycopersicum, відповідно. Було виявлено, що вставлені та розширені області в геномах S. habrochaites та S. galapagense сприяють їх стійкості до стресів, таким як холод та патогени, а також унікальному біосинтезу терпенів.
Гени терпенсинтази (ТПС) були всебічно охарактеризовані, у S. habrochaites спостерігалася експансія підродини ТПС-а, що, ймовірно, призвело до його потенційно різноманітного або унікального синтезу сесквітерпенів. Повногеномна ідентифікація аналогів генів стійкості (RGA) у культивованих томатів і чотирьох диких родичів томатів, включаючи S. habrochaites та S. galapagense, виявила 919 специфічних для диких томатів RGA.
Ці результати забезпечують нові генетичні ресурси для синтезу терпеноїдів та селекції стійкості до хвороб у томатів.
Це дослідження було опубліковане в журналі Horticulture Research та озаглавлено «Складання геномів у масштабі хромосом диких родичів томатів Solanum habrochaites та S. galapagense виявляють структурні варіанти, пов'язані зі стійкістю до стресу та біосинтезом терпенів».
Також читайте:
