Вина и столовый виноград существуют благодаря столь редкому генетическому обмену, что за последние 6 миллионов лет это произошло в природе только дважды. И с тех пор как 8000 лет назад виноградная лоза была одомашнена, селекция продолжала оставаться азартной игрой.
Когда сегодняшние садоводы выращивают новые сорта, стараясь получить виноград с лучшей дегустацией и более устойчивым к болезням, селекционерам требуется от двух до четырех лет, чтобы узнать, есть ли у них генетические ингредиенты для идеального цветка.
Самки плодоносят, но производят стерильную пыльцу. Самцы имеют тычинки для пыльцы, но не имеют плодов. Идеальный цветок, однако, несет в себе оба половых гена и может самоопыляться. Эти сорта гермафродитов, как правило, дают более крупные и более вкусные ягодные кластеры, и именно их исследователи используют для дополнительного скрещивания.
Теперь ученые Корнельского университета совместно с Калифорнийским университетом в Дэвисе идентифицировали ДНК-маркеры, определяющие пол цветка винограда. В процессе они также точно определили генетическое происхождение идеального цветка. Их работа "Множественные независимые рекомбинации привели к гермафродитизму у виноградной лозы" была опубликована 13 апреля в журнале Proceedings of the National Academy of Science.
"Это первое геномное доказательство того, что пол цветка виноградной лозы имеет несколько независимых истоков",-сказал Джейсон Лондо, автор-корреспондент этой статьи и генетик-исследователь Отдела генетики винограда Министерства сельского хозяйства США (USDA-ARS), расположенного в Корнельском АгроТехе. Джейсон Лондо также является адъюнкт-профессором садоводства в Школе интегративных наук о растениях (SIPS), входящей в состав Колледжа сельского хозяйства и естественных наук.
"Это исследование важно для селекции и производства, потому что мы разработали генетические маркеры, чтобы сказать вам, какой именно половой признак цветка имеет каждая виноградная лоза, - сказал Джейсон Лондо, - поэтому селекционеры могут выбрать только те комбинации, которые они хотят в будущем."
Сегодня большинство культурных виноградных лоз являются гермафродитами, тогда как все дикие представители рода Vitis имеют только мужские или женские цветки. По мере того как селекционеры пытаются внедрить гены устойчивости к болезням диких видов в новые селекционные линии, способность скрининга сеянцев на пол цветка становится все более важной. А поскольку пол винограда не может быть определен только по семенам, селекционеры тратят много времени и ресурсов на выращивание виноградных лоз только для того, чтобы выбросить их через несколько лет, узнав, что это однополые сорта.
В ходе исследования команда исследовала последовательности ДНК сотен диких и одомашненных геномов виноградной лозы, чтобы определить уникальные определяющие пол области для мужских, женских и гермафродитных видов. Они проследили существование ДНК гермафродита до двух отдельных рекомбинационных событий, происходивших где-то между 6 миллионами и 8000 годами назад.
Джейсон Лондо теоретизирует, что древние виноградари натыкались на эти высокоурожайные лозы и собирали семена или черенки для своих собственных нужд - замораживая гермафродитную цветочную черту в одомашненных виноградных лозах, которые используются сегодня.
Многие вина винограда можно проследить до первого или второго генофонда события. Такие сорта, как каберне фран, каберне совиньон, мерло и Томпсон бессемянные-все из первого генофонда. Семья пино, совиньон блан и гаме нуар происходят из второго генофонда.
Что делает шардоне и рислинг уникальными, так это то, что они несут гены обоих событий. Лондо сказал, что это указывает на то, что древние виноградари скрещивали виноград между двумя генофондами, которые создали некоторые из самых важных современных сортов.
Документирование генетических маркеров для идентификации мужских, женских и идеальных типов цветов в конечном итоге поможет ускорить развитие сорта и снизить затраты на селекционные программы.
"Чем больше маркеров ДНК винограда идентифицировано, тем больше селекционеров могут продвинуть вперед винодельческую и виноградную промышленность",-сказал Брюс Райш, соавтор и профессор разделов садоводства и селекции растений и генетики SIPS. "Современные технологии генетического секвенирования и многоинституциональное исследовательское сотрудничество являются ключом к тому, чтобы сделать виноград более доступным для производителей."
Источник статьи: https://phys.org/news
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Генетический разбор винограда..