Клубника в шоколаде: «Вкусная» генетика

Исследователи сосредоточили свое внимание на разновидности какао «белизское криолло». Криолло — одна из основных групп сортов какао (плоды второй группы — форастеро — более горькие, но эти деревья легче культивировать; третья группа — тринитарио — является гибридом первых двух). «Криолло — источник превосходного шоколада, — говорит генетик Клэр Ланауд (Claire Lanaud), ведущий автор исследования. — Мы выбрали эту разновидность еще и потому, что заинтересованы, какие именно гены отвечают за качество плодов».

Криолло — гомозиготные растения, в каждой паре хромосом которых присутствуют копии большинства генов. Это немаловажно для высокоточного выявления генетических последовательностей.

Хотя какао высоко ценится во всем мире, криолло — не самая любимая фермерами культура. Эти деревья восприимчивы к болезням и дают не слишком высокие урожаи.

На плантациях чаще выращиваются шоколадные деревья тринитарио — гибрид криолло и более распространенного вида форастеро. Но в результате скрещивания частично теряется великолепный вкус плодов криолло. Поэтому очень важно выделить гены, определяющие качество какао, говорит Ланауд.

Команда Клер Ланауд обнаружила множество генов, которые могут быть вовлечены в производство липидов, флавоноидов и терпеноидов — веществ, ответственных за вкус шоколада. В геноме Theobroma cacao было выделено 84 гена, предположительно участвующих в биосинтезе липидов. Для сравнения, у хорошо изученной, но гораздо менее вкусной резуховидки Таля (арабидопсиса) таких генов 71. В биосинтезе флавоноидов участвуют 96 генов какао (а у арабидопсиса таких генов всего 36).

В статье также выделены гены, которые могут оказаться ответственными за устойчивость растений к болезням.

В отличие от группы Клер Ланауд, исследователи, опубликовавшие свои данные на сайте cacaogenomedb.org, выбрали объектом изучения вид Matina 1−6, более широко распространенный гибрид форастеро. Два расшифрованных генома — это лучше, чем один, считает Брайан Шеффлер (Brian Scheffler), принимавший участие в этом исследовании. «Селекция устойчивых к болезням сортов — одна из основных целей нашей группы. И мы уже добились значительных успехов в этой области, — говорит он. — Располагая данными о геномах двух различных сортов, мы сможем двигаться к цели быстрее».

По словам Клер Ланауд, пока что сопоставить геномы белизского криолло и Matina 1−6 не удалось, поскольку некоторые фрагменты генома Matina 1−6, данные о котором опубликованы в сентябре этого года, кажутся «перевернутыми» при расшифровке.

«Там действительно могут проявляться хромосомные инверсии, отличающие эти два вида один от другого, — возражает Шеффлер. — Но чтобы утверждать что-то наверняка, необходимо уточнить полученные результаты и собрать дополнительные данные».

Неплохое дополнение к «шоколадному» геному — «клубничная» публикация, появившаяся в Nature Genetics в тот же день. Строго говоря, речь в статье идет не о клубнике, а о лесной землянике Fragaria vesca, 14-хромосомный геном которой менее сложен. Впрочем, 240 миллионов пар нуклеотидов (примерно столько насчитали исследователи) — уже достаточно сложная последовательность.

Анализ генома лесной земляники позволил выявить гены, вовлеченные в ключевые биологические процессы, такие как цветение, реакция на заболевания и производство веществ, ответственных за вкус и аромат. Авторы статьи также отмечают, что земляника не требует много места для выращивания, что делает её неплохим кандидатом для дальнейших лабораторных исследований.

Полученные данные могут пригодиться исследователям, культивирующим садовую землянику (Fragaria ananassa), а также другие розоцветные, в число которых входят яблони и персиковые деревья. Возможно, однажды их плоды станут еще вкуснее, а сами растения — более устойчивыми к болезням.

По сообщениям Nature News, Georgia Tech Research News