Исследовательская группа, возглавляемая учеными из Калифорнийского университета в Дэвисе, применила уникальный подход для секвенирования геномов грецкого ореха (Juglans regia) и его дикого североамериканского родственника ореха мелкоплодного (Juglans microcarpa). Учеными были использованы две современные технологии: одномолекулярное секвенирование ДНК в реальном времени и оптическое картирование генома.
Не смотря на название грецкого ореха, его родиной является не Балканский полуостров, а Азия. Там он встречается в горных лесах на обширной территории, охватывающей провинию Синьцзян на западе Китая, Казахстан, Узбекистан и южную Киргизию, Непал, Бутан, Тибет, северную Индию, Пакистан, Афганистан, Туркменистан, Иран, Азербайджан, Армению, Грузию и Турцию. Именно в Азии грецкие орехи отличаются максимальным генетическим разнообразием, в частности там имеются деревья, плоды которых развиваются на боковых ответвлениях молодых побегов, тогда как у европейских деревьев орехи завязываются на вершине побега.
Мелкоплодный, или техасский, орех – один из американских видов рода Juglans. Грецкий и мелкоплодный орехи могут взаимно опыляться, но гибриды получаются бесплодными. Именно гибридом этих двух орехов ученые воспользовались для прочтения ДНК. «Секвенируя геном их гибрида, мы получили полные последовательности генома для обоих родителей за время, которое обычно требуется для получения последовательности одного генома», – говорит один из руководителей проекта генетик Минчен Луо из отделения наук о растениях Калифорнийского университета в Дэвисе. Ученые полагают, что такой подход пригодится в генетических исследованиях многих других растений, представляющих собой природные или искусственные гибриды.
Полученные последовательности геномов двух видов ореха теперь помогут ученым определить генетические маркеры, которые селекционеры смогут использовать для разработки новых сортов с улучшенной устойчивостью к патогенам и вредителям. В частности исследователей заинтересовала устойчивость мелкоплодного ореха к ряду болезней, передающихся через почву, и к корневым нематодам, которые наносят существенный вред плантациям грецкого ореха в Калифорнии.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Horticulture Research.
