Вчені відшаровують стародавні шари бананової ДНК, щоб розкрити «загадкових предків»
Вважається, що вперше банани були одомашнені людьми 7000 років тому на острові Нова Гвінея. Але історія одомашнення бананів складна, як і їх класифікація яка гаряче обговорюється, оскільки кордони між видами і підвидами часто незрозумілі.
Тепер дослідження Frontiers in Plant Science показує, що ця історія ще складніша, ніж вважалося раніше. Результати підтверджують, що геном сьогоднішніх одомашнених різновидів містить сліди трьох додаткових, поки що невідомих предків.
Карта острова Нова Гвінея та приклади плодів M. acuminata ssp. Банки. Надано: Frontiers in Plant Science (2022). DOI: 10.3389/fpls.2022.969220
«Тут ми показуємо, що більшість сучасних диплоїдних культивованих бананів, що походять від дикого банана M. acuminata, є гібридами між різними підвидами. Принаймні три додаткові дикі «загадкові предки» мали зробити свій внесок у цей змішаний геном тисячі років тому, але ще не ідентифіковані», — сказала доктор Джулі Сардос, учений з Альянсу Bioversity International і CIAT в Монпельє, Франція, і перший автор дослідження.
Складна історія одомашнення
Вважається, що одомашнені банани (за винятком бананів Fei у Тихому океані) походять від групи з чотирьох предків - або підвидів дикого банана Musa acuminata, або окремих, але близьких видів. M. acuminata, мабуть, еволюціонувала на північних кордонах між Індією та М'янмою і існувала в Австралазії приблизно за 10 млн років до того, як була вперше одомашнена. Ще одна складність полягає в тому, що одомашнені різновиди можуть мати дві («диплоїдні»), три («триплоїдні») або чотири («тетраплоідні») копії кожної хромосоми, і багато з них також походять від диких видів M. balbisiana.
Недавні дослідження меншого масштабу показали, що навіть цей і так складний сценарій може бути не всією історією, і що в одомашнюванні могли брати участь і інші предки, пов'язані з M. acuminata. Нові результати не лише підтверджують, що це справді так, вони також вперше показують, що ці генофонди поширені в геномах одомашнених бананів.
Місії зі збору бананів
Автори секвенували ДНК у 226 екстрактах екстрактів листя з найбільшої у світі колекції зразків бананів у Alliance of Bioversity International та у «Центрі транзиту зародкової плазми Musa» CIAT у Бельгії.
Серед цих зразків 68 належали дев'яти диких підвидів M. acuminata , 154 - диплоїдних одомашнених різновидів, що походять від M. acuminata , і ще чотири віддалено споріднених диких виду і гібриду як порівняння. Багато раніше було зібрано у спеціальних «місіях зі збору бананів» в Індонезії, на острові Нова Гвінея та в автономному районі Бугенвіль.
Дослідники спочатку виміряли рівні спорідненості між культурними сортами та дикими бананами та побудували «сімейні дерева» на основі різноманітності 39 031 поліморфізму одиночних нуклеотидів (SNP). Вони використовували їхній підрід — рівномірно розподілений по геному, де кожна пара розмежовує блок приблизно зі 100 000 «літер ДНК» — для статистичного аналізу походження кожного блоку. Вперше вони виявили сліди ще трьох предків у геномі всіх одомашнених зразків, збіги з якими з дикої природи ще не відомі.
Загадкові предки можуть десь вижити
Загадкові предки, мабуть, давно вимерли. "Але наше особисте переконання в тому, що вони все ще живуть десь у дикій природі, або погано описані наукою, або взагалі не описані, і в цьому випадку вони, ймовірно, перебувають під загрозою", - сказав Сардос.
Сардос та ін. є гарне уявлення, де їх шукати: «Наші генетичні порівняння показують, що перший із цих загадкових предків, мабуть, прийшов із регіону між Сіамською затокою та західною частиною Південно-Китайського моря. Другий - з регіону між північним Борнео та Філіппіни. Третій з острова Нова Гвінея.
Може допомогти покращити якість бананів
Які корисні риси ці загадкові предки могли внести в одомашнені банани, поки що невідомо. Наприклад, вважається, що вирішальна ознака партенокарпії - зав'язування плодів без необхідності запилення - був успадкований від M. acuminata, в той час як банани, приготовлені при приготуванні їжі, зобов'язані значною частиною своєї підвиду ДНК (або, можливо, окремим видам) M. acuminata . Банки.
Другий автор-кореспондент, доктор Матьє Руар, також із Bioversity International, сказав: «Ідентифікація предків культивованих бананів важлива, оскільки це допоможе нам зрозуміти процеси та шляхи, які сформували різноманітність бананів, що спостерігається сьогодні, що є вирішальним кроком для розведення бананів майбутнього."
«Селекціонери повинні розуміти генетичний склад сучасних одомашнених диплоїдних бананів для їхнього схрещування між сортами, і це дослідження є важливим першим кроком до детальної характеристики багатьох із цих сортів».
Сардос сказав: «Грунтуючись на цих результатах, ми працюватимемо з партнерами над вивченням та генотипуванням різноманітності диких бананів у трьох географічних регіонах, які були виявлені в ході нашого дослідження, сподіваючись виявити цих невідомих учасників вирощування бананів. Також буде важливо досліджувати різні переваги та риси, які кожен із цих факторів надавав культивованим бананам».
Також читайте: