Сегодня они опубликовали свои выводы в журнале Nature.Подсолнечник, известный своей красотой, а также важным источником пищи, является масличной культурой во всем мире, которая обещает адаптироваться к изменению климата, поскольку может поддерживать стабильные урожаи в самых разных условиях окружающей среды, включая засуху.
Однако до недавнего времени сборка генома подсолнечника была затруднена, потому что он в основном состоит из очень похожих, родственных последовательностей.Группа исследователей в Северной Америке и Европе секвенировала геном одомашненного подсолнечника Helianthus annuus L. Они также выполнили сравнительный и полногеномный анализ, который дает представление об эволюционной истории астерид, подгруппы цветковых растений, в которую входят картофель, помидоры и другие виды растений. кофе.
Они определили новые гены-кандидаты и реконструировали генетические сети, которые контролируют время цветения и метаболизм масла, два основных селекционных признака подсолнечника, и обнаружили, что временные сети цветения были сформированы прошлым дублированием всего генома. Их результаты показывают, что древние копии генов могут сохранять свою функциональность и по-прежнему влиять на представляющие интерес черты через десятки миллионов лет.«Как первая эталонная последовательность генома подсолнечника, это настоящее достижение», — сказал соавтор статьи Джон М. Берк, профессор биологии растений и член Центра растений UGA. «Геном подсолнечника более чем на 40 процентов больше, чем геном кукурузы [кукурузы], и примерно на 20 процентов больше, чем геном человека, а его высокая повторяемость делает его уникальной проблемой для сборки».Берк, чья лаборатория изучает геномные основы эволюционной дивергенции в семействе подсолнечника, участвовал в генетическом картировании, на котором основывалась сборка генома, и курировал повторное секвенирование всего генома 80 линий подсолнечника, описанных в статье.
Международное сотрудничество возглавил Николя Ланглад из Французского национального института сельскохозяйственных исследований в Тулузе, Франция, а также Лорен Ризеберг из Университета Британской Колумбии.«Как и многие геномы растений, геном подсолнечника сильно повторяется, хотя в этом случае ситуация немного хуже», — сказал Берк. «Повторяющиеся элементы в геноме возникли относительно недавно, а это означает, что у них не было времени на дифференциацию.
Поэтому это похоже на сборку огромной головоломки, в которой многие части выглядят совершенно одинаково или почти так же».Авторы пришли к выводу, что это исследование укрепляет подсолнечник как модель для экологических и эволюционных исследований и адаптации к изменению климата, а также ускоряет селекционные программы.
«Это значительно облегчит нашу работу по пониманию молекулярных механизмов, лежащих в основе ключевых характеристик устойчивости к абиотическому стрессу, таких как засуха, засоление и низкая устойчивость к питательным веществам», — сказал Берк. «Эта последовательность генома будет по существу служить генетической дорожной картой, чтобы точно определить гены, лежащие в основе такого рода признаков».