Международный консорциум генетиков расшифровал полные геномы шести сортов арахиса, устранив пробелы в данных, которые десятилетиями ограничивали селекцию этой культуры. Исследование, в котором приняли участие специалисты из Австралии и Китая, опубликовано в журнале Nature Genetics. Работа позволяет перейти к методам точного выведения сортов с заданными параметрами урожайности и качества масла.
Секвенирование осложнялось специфической генетической структурой растения. Арахис относится к аллотетраплоидам – он содержит четыре набора хромосом, унаследованных от двух разных предковых видов. Большое количество повторяющихся участков ДНК мешало создать непрерывную генетическую карту стандартными методами. Применение технологии секвенирования «от теломеры до теломеры» помогло ученым впервые зафиксировать последовательность каждого нуклеотида от одного края хромосомы до другого.
В ходе работы ученые проанализировали более 500 образцов арахиса из разных регионов мира. Это помогло найти гены, отвечающие за ключевые агрономические признаки. Например, ген AhWRI1 определяет содержание масла в семенах. В зависимости от его аллеля этот показатель колеблется между 48% и 54%. Учитывая мировые объемы производства, такая разница существенно влияет на рентабельность переработки.
Другое открытие связано с геном AhGSA1, который влияет на массу плодов. Сорта с определенным вариантом этого гена показали средний вес 846 граммов на тысячу семян. Это на 70% больше показателей других линий, где вес составил в среднем 491 грамм. Использование выявленных генетических маркеров ускорит селекционные циклы и позволит аграриям быстрее получать высокопродуктивные формы.
Профессор Раджив Варшни из австралийского Университета Мердока отметил, что бесшовная геномная карта дает селекционерам точный набор инструментов для создания культур с высокой питательной ценностью. По его мнению, работа важна для глобальной продовольственной безопасности, так как арахис остается критически важным источником белка и жиров, одновременно улучшая состояние почв через фиксацию азота.
Исследование также выявило асимметрию в эволюции субгеномов арахиса и структурные различия между его подвидами. В частности, обнаружены сегменты ДНК, влияющие на архитектуру растения и липидный обмен. Эти данные объясняют механизмы адаптации культуры к внешней среде. В дальнейшем ученые намерены применить проверенные методы секвенирования для изучения других важных зерновых и садовых культур.