Ученые раскрыли генетические секреты яблок для создания более вкусных сортов

Международная группа исследователей провела масштабный анализ геномов 30 видов яблок, включая популярный сорт "Голден Делишес". Ученые смогли проследить эволюцию яблок за последние 60 миллионов лет и выявить генетические факторы, определяющие их вкус, устойчивость к болезням и морозостойкость. Исследование позволило создать наиболее полную генетическую карту яблок и их диких родственников, что открывает новые возможности для селекции.

Используя метод пан-геномики, специалисты сравнили как общие, так и уникальные гены разных видов яблок. Этот подход помог выявить структурные изменения в геноме, включая "прыгающие гены" (транспозоны), которые могут перемещаться и изменять генетический код. Вместо использования одного эталонного генома ученые создали геномный граф, объединяющий все 30 видов, что дало более ясную картину генетических различий, особенно в областях, связанных с устойчивостью к болезням и вкусовыми качествами.

Род яблонь Malus возник в Азии примерно 56 миллионов лет назад и развивался через процессы гибридизации и дупликации генома. В ходе эволюции происходили события полиплоидии, когда некоторые виды приобретали дополнительные наборы хромосом. Исследователи документировали, как дикие и культурные яблоки скрещивались между собой, приобретая новые признаки и адаптируясь к разным условиям окружающей среды.

Одним из важных открытий стало выявление так называемого "селективного сдвига" - процесса, при котором полезный признак быстро распространяется в популяции. Команда обнаружила, что регион генома, отвечающий за устойчивость к холоду и болезням у диких видов яблок, также может быть связан с горьким вкусом плодов. По словам профессора Хонг Ма, возможно, в попытках создать самые вкусные фрукты произошло непреднамеренное снижение выносливости домашних яблок.

Понимание структурных вариаций в геномах Malus, взаимоотношений между видами и их истории гибридизации может помочь в будущих селекционных работах. Это даст возможность сохранить как хороший вкус, так и устойчивость к болезням в одних и тех же сортах яблок. Результаты исследования создают своеобразную "дорожную карту" для селекционеров, стремящихся вывести яблоки, которые не только вкусны, но и обладают повышенной устойчивостью к вредителям и суровым климатическим условиям.

Исследователи продолжают совершенствовать пан-геном, добавляя оставшиеся неизученные виды Malus и анализируя, как каждая дупликация или перестройка генома влияет на характеристики дерева и содержание сахара в плодах. Они также планируют поделиться своими аналитическими методами с другими учеными, занимающимися сельскохозяйственными культурами, чтобы помочь им выявить скрытые генетические ресурсы.