Вперше біологи розшифрували геном предка окультурених бананів

Міжнародний колектив генетиків вперше розшифрував і підготував чорнову версію повного генома дикого банана, що дозволило їм скласти родовід цього фрукта і його культурних родичів, а також виявити три раніше невідомі епізоди подвоєння числа хромосом, сказано в статті, опублікованій в журналі Nature.

Вважається, що банани були окультурені жителями Малайського архіпелагу, які почали запасати ці фрукти в якості їжі для подорожей. Він являє собою трав’янисту однодольну рослину з коротким стеблом і великими листками.

Внаслідок тривалої селекції сучасні культурні банани володіють подвійним або потрійним набором хромосом і практично всі з них втратили здатність до розмноження насінням.

Група біологів під керівництвом Патріка Вінкера з університету міста Еврі (Франція) розшифрувала геном одного з предків культурних сортів цього фрукта – бананів загострених (Musa acuminata).

Люди почали вирощувати цей вид приблизно вісім тисяч років тому. Він став, нарівні з іншим диким бананом – Musa balbisiana – родоначальником сучасних культурних різновидів.

Вінкер і його колеги витягли генетичний матеріал з клітин молодого листя банана і розшифрували їх за допомогою декількох методів секвенування. Вчені об’єднали результати розшифрування ДНК за допомогою комп’ютера й отримали чорнову версію генома.

За словами біологів, отримана послідовність містить в собі 472 млн нуклеотидів – "літер" ДНК, що складає приблизно 90% від ймовірної довжини геному Musa acuminata.

Автори статті проаналізували структуру геному і виділили більше 36 тисяч генів, що кодують білки. Зокрема, вченим вдалося виявити гени, що відповідають за стійкість до шкідників і грибків.

Потім генетики порівняли віртуальну ДНК банана з геномами інших однодольних рослин – фінікової пальми, рису, сорго, деяких злаків і арабідопсису. Це дозволило їм виділити приблизно 7,6 тисячі генів, схожих за своєю структурою і функціями у всіх видів однодольних.

Тим не менш, банани виявилися дуже далекі генетично від інших трав’янистих культур – в їх геномі збереглися особливі генетичні мітки, що вказують на сотні мільйонів років незалежної еволюції Musa acuminata.

Крім того, вчені виявили три окремі епізоди дуплікації – подвоєння генетичного матеріалу, які не були відомі раніше. Перший з них стався приблизно 110 мільйонів років назад, а два останні – 65 мільйонів років тому.

За розрахунками біологів, продубльовані ділянки містять до 80% від загального числа генів. Як вважають Вінкер і його колеги, додаткові копії генів допомогли диким бананам освоїти звичне для їх сьогоднішніх нащадків місце існування.

За словами генетиків, їхні висновки будуть у першу чергу цікаві селекціонерам, які намагаються сьогодні захистити банани від широко розповсюджених грибкових хвороб і шкідників, що знищують значну частину врожаю. Автори статті вважають, що отриманий ними геном допоможе розробити ефективні пестициди і фунгіциди.