Японские ученые выяснили, что исключительная сладость элитных сортов дыни зависит не от одного «гена сладости», как предполагалось ранее, а от совокупного действия нескольких участков генома. Открытие, опубликованное в журнале BMC Plant Biology, позволит селекционерам выводить более сладкие сорта с высокой точностью.
Команда исследователей из Университета Хиросаки под руководством Наноки Сато опровергла давнее убеждение селекционеров, которые искали один доминантный ген, отвечающий за высокое содержание сахара. Проблема заключалась в том, что даже в рамках одной селекционной программы вкус плодов сильно варьировался, что не укладывалось в простую генетическую модель.
В ходе исследования генетики скрестили два элитных японских сорта дыни и проанализировали несколько поколений их потомства. Ученые измеряли концентрацию сахаров в плодах и сопоставляли эти данные с генетическими маркерами. В результате они выявили четыре участка ДНК, которые влияют на сладость. Ни один из них не оказывал решающего воздействия поодиночке, однако их эффект суммировался: чем больше у растения было «правильных» вариантов этих генов, тем слаще получались его плоды.
Это объясняет, почему при скрещивании двух сладких дынь можно получить как ещё более сладкое, так и менее сладкое потомство – всё зависит от того, какая комбинация генов достанется конкретному растению. Углубленный анализ показал, что в этих участках генома находятся не сами гены, отвечающие за метаболизм сахаров, а скорее регуляторные элементы, которые управляют их работой.
Полученные результаты имеют прямое практическое применение. Селекционеры смогут использовать ДНК-маркеры для отслеживания нужных вариантов генов и целенаправленно комбинировать их, чтобы создавать новые сорта с заданным уровнем сладости. Такой подход значительно ускоряет и удешевляет селекцию, поскольку позволяет отбирать перспективные растения на стадии проростков, не дожидаясь созревания урожая.