Впервые биологи расшифровали геном предка окультуренных бананов

Международный коллектив генетиков впервые расшифровал и подготовил черновую версию полного генома дикого банана, что позволило им составить родословную этого фрукта и его культурных родственников, а также обнаружить три ранее неизвестных эпизода удвоения числа хромосом, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Считается, что бананы были окультурены жителями Малайского архипелага, которые начали запасать эти фрукты в качестве пищи для путешествий. Он представляет собой травянистое однодольное растение с коротким стеблем и крупными листьями.

В результате продолжительной селекции современные культурные бананы обладают двойным или тройным набором хромосом и практически все из них потеряли способность к размножению семенами.

Группа биологов под руководством Патрика Уинкера из университета города Эври (Франция) расшифровала геном одного из предков культурных сортов этого фрукта - бананов заостренных (Musa acuminata).

Люди начали выращивать этот вид примерно восемь тысяч лет назад. Он стал, наравне с другим диким бананом - Musa balbisiana - родоначальником современных культурных разновидностей.

Уинкер и его коллеги извлекли генетический материал из клеток молодых листьев банана и расшифровали их при помощи нескольких методов секвенирования. Ученые объединили результаты расшифровки ДНК при помощи компьютера и получили черновую версию генома.

По словам биологов, полученная последовательность содержит в себе 472 миллиона нуклеотидов - "букв" ДНК, что составляет примерно 90% от предположительной длины генома Musa acuminata.

Авторы статьи проанализировали структуру генома и выделили более 36 тысяч генов, кодирующих белки. В частности, ученым удалось обнаружить гены, отвечающие за устойчивость к вредителям и грибкам.

Затем генетики сравнили виртуальную ДНК банана с геномами других однодольных растений - финиковой пальмы, риса, сорго, некоторых злаков и арабидопсиса. Это позволило им выделить примерно 7,6 тысячи генов, похожих по своей структуре и функциям во всех видах однодольных.

Тем не менее, бананы оказались очень далеки генетически от других травянистых культур - в их геноме сохранились особые генетические метки, указывающие на сотни миллионов лет независимой эволюции Musa acuminata.

Кроме того, ученые обнаружили три отдельных эпизода дупликации - удвоения генетического материала, которые не были известны ранее. Первый из них произошел примерно 110 миллионов лет назад, а два последних - 65 миллионов лет назад.

По расчетам биологов, продублированные участки содержат до 80% от общего числа генов. Как считают Уинкер и его коллеги, дополнительные копии генов помогли диким бананам освоить привычную для их сегодняшних потомков среду обитания.

По словам генетиков, их выводы будут в первую очередь интересны селекционерам, пытающимся сегодня защитить бананы от широко распространенных грибковых болезней и вредителей, уничтожающих значительную часть урожая. Авторы статьи полагают, что полученный ими геном поможет разработать эффективные пестициды и фунгициды.

Напомним, в конце мая биологам впервые удалось полностью расшифровать геном томатов.