Учёные полностью расшифровали геном дикого родственника дерева какао – Гуасумы вязолистной (Guazuma ulmifolia). Результаты исследования, опубликованные в журнале Plant Cell Reports, могут стать основой для выведения сортов какао, устойчивых к засухе. Эта проблема становится всё более острой для тропического земледелия из-за изменений климата.
Исследователям удалось получить полную геномную последовательность «от теломера до теломера», то есть составить целостную карту хромосом без пробелов, которые часто остаются при стандартном секвенировании. Высокое качество сборки позволяет детально сравнивать геном дикого вида со структурой ДНК культурного какао и точнее отслеживать эволюционные изменения.
Анализ показал, что у Гуасумы вязолистной расширены два семейства генов (LEA и GST), которые отвечают за реакцию на стресс. Считается, что кодируемые ими белки защищают клетки от обезвоживания и помогают справляться с токсичными соединениями в неблагоприятных условиях. Эти гены стали основными кандидатами для дальнейшего изучения и потенциального использования в селекции.
Сравнительный анализ также прояснил, как разошлись эволюционные пути гуасумы и какао. Учёные выявили пять крупных событий слияния хромосом у дикого вида, которых нет у его культурного родственника. Кроме того, на размер генома гуасумы повлияла высокая активность мобильных генетических элементов – на их долю приходится более четверти всей ДНК растения.
Работа также даёт представление о синтезе флавоноидов – соединений, которые участвуют в защите растений. Исследование не приведёт к немедленному созданию засухоустойчивого какао, но оно предоставляет селекционерам важный инструмент. Генетическая карта дикого сородича, приспособленного к сложным условиям, позволит целенаправленно искать гены для защиты будущего урожая шоколада. Проект финансировали научные фонды Китая, все полученные данные открыты для мирового научного сообщества.