Карта ДНК фісташок відкриває шлях до нової селекції

Каліфорнія забезпечує 99% усього виробництва фісташок у США, створюючи економічну цінність близько $3 мільярдів у штаті. Однак дослідження цієї рослини довгий час залишалися обмеженими через відсутність високоякісної карти ДНК.

Група науковців із Каліфорнійського університету в Девісі нещодавно завершила найповніше секвенування геному фісташок, що відкриває нові можливості для селекціонерів у створенні вдосконалених, можливо навіть поживніших, сортів. Дослідники також детально описали процес розвитку фісташкових горіхів, що допоможе фермерам вирощувати врожай за більш сталими технологіями.

Результати дослідження опубліковані в науковому журналі «New Phytologist».

Хоча геном фісташок секвенували й раніше, співавтор дослідження Дж. Грей Монро, доцент кафедри рослинництва, зазначає, що нова генетична карта значно детальніша та точніша.

«Підвищення точності нового референсного геному можна порівняти з переходом від намальованої від руки карти місцевості до супутникового зображення з Google Earth», — пояснює він.

Монро та його дослідницька команда секвенували геном сорту «Керман», найпоширенішого різновиду фісташок, що вирощуються в Каліфорнії.

Зміна клімату становить серйозну загрозу для врожайності фісташок. Хоча ці дерева стійкі до посухи та засоленості ґрунту, вони потребують холодних зим для правильного цвітіння. Із глобальним потеплінням, що призводить до підвищення зимових температур, виробникам необхідні нові сорти фісташок, здатні процвітати за вищих температур. Тепліші зими у поєднанні зі зникненням туманів, що охолоджують Центральну долину Каліфорнії, вже спричинили значні втрати для фермерів.

Зважаючи на те, що вирощування фісташкового дерева вимагає вкладень на період до 50 років, каліфорнійські виробники цілком обґрунтовано занепокоєні впливом кліматичних змін на свої врожаї.

Дослідження також визначає чотири ключові стадії росту горіха від цвітіння до збору врожаю, надаючи повну фізіологічну оцінку, включаючи затвердіння шкаралупи та розвиток ядра.

«Розуміння того, як змінюється горіх протягом розвитку, допоможе фермерам приймати кращі рішення, наприклад, щодо часу поливу дерев, що сприятиме більш сталому виробництву фісташок», — говорить співавторка дослідження Барбара Бланко-Улате, доцент кафедри рослинництва.

Точніша оцінка розвитку фісташок може також забезпечити виробників кращими стратегіями збору врожаю та допомогти уникнути таких проблем, як пошкодження комахами та грибкові інфекції.

Бланко-Улате зазначає, що важливо було детально описати не лише фізичні зміни фісташок, але й генетичні та молекулярні чинники, що впливають на ці характеристики. Геномна послідовність містить безпрецедентну інформацію про те, як різні гени функціонують у горіхах протягом вегетаційного періоду.

Фісташки завжди вважалися поживним продуктом, але тепер дослідники виявили гени та шляхи, що впливають на їхню харчову цінність. Це включає розуміння того, як накопичуються білки та ненасичені жирні кислоти, що має вирішальне значення як для терміну зберігання, так і для дієтичних переваг.

«Ми отримуємо інформацію про те, як усі ці поживні характеристики формуються у фісташках, і як ми можемо покращити це з точки зору агротехніки», — пояснює Бланко-Улате.

Це розуміння може допомогти науковцям у майбутньому вивести ще поживніші сорти фісташок.

Нове дослідження не лише підвищує наше розуміння генетики фісташок, але й закладає основу для революційних змін у галузі. За допомогою цих знань селекціонери зможуть створювати сорти, що краще пристосовані до мінливих кліматичних умов, мають підвищену поживну цінність та потребують менше ресурсів для вирощування.

Для Каліфорнії, де фісташкова індустрія є важливою частиною економіки, це дослідження може стати ключем до збереження конкурентоспроможності галузі в умовах глобальних змін клімату та зростаючого попиту на сталі продовольчі системи.