Геном киви оказался полон сюрпризов

Ягода киви оказалась близким родственником помидора и винограда

Ягода киви оказалась близким родственником помидора и винограда
(фото Sujit kumar/Wikimedia Commons).

Киви дважды удваивало количество своих генов

Киви дважды удваивало количество своих генов
(Jude/Flickr).

Ягода киви оказалась близким родственником помидора и винограда
Киви дважды удваивало количество своих генов

Новое исследование в области генетики было направлено на секвенирование генома киви. Учёные нашли удивительные сходства в 39040 генах между этой ягодой и картофелем, а также помидором.

"Киви — экономически важная плодовая культура. Эта ягода очень питательна, богата витамином С, пищевыми волокнами и минералами. Секвенирование генома киви поможет в дальнейшем его изучении, а также разведении и улучшении качества плодов", — объясняет Чжанцзюнь Фэй (Zhangjun Fei) из института Бойса Томпсона при Корнелльском университете, соавтор работы и член международной исследовательской команды, которая занималась расшифровкой генома киви.

Ягода киви родом из юго-западной части Китая. Широкую известность она получила в начале XX века, когда новозеландские фермеры обнаружили плоды и начали разводить их в качестве технической культуры.

Наряду с черникой, брусникой, чайным кустом и бразильским орехом киви относится к семейству вересковых.

Ягода киви оказалась близким родственником помидора и винограда (фото Sujit kumar/Wikimedia Commons).

Одним из самых ярких открытий, сделанных в ходе секвенирования генома "китайского крыжовника", было обнаружение высокого процента схожих участков в его ДНК. Анализ данных показал, что дважды за время эволюции киви — 27 и 80 миллионов лет назад — в ходе деления клеток произошли необычные события: из полной дополнительной копии генома в него было внесено много генов, за чем следовало резкое сокращение их количества.

"Это значит, что дважды за свою историю геном киви претерпевал полную дупликацию", — поясняет Фэй.

Когда гены дублируются, то копия может мутировать для выполнения совершенно новых функций, которые ранее организму были не свойственны. Этот феномен, называемый неофункционализацией (neofunctionalization), зачастую проходит без каких-либо побочных эффектов у растений, а киви он и вовсе пошёл на пользу.

"Именно благодаря дупликации генов, киви сегодня является столь богатым полезными веществами фруктом. Процесс привёл к появлению новых генов, которые начали регулировать важные процессы, такие как производство витамина С, а также метаболизм флавоноидов и каротиноидов", — рассказывает Фэй.

Киви дважды дублировало свои гены (Jude/Flickr).

Для секвенирования генома учёные использовали плоды сорта хунян, который широко распространён в Китае. Полученную карту затем сравнили с геномами помидора, риса, винограда и резуховидки Таля. Оказалось, у всех пяти видов более 8 тысяч одинаковых генов. Все эти гены отвечали за важные функции, такие как рост плода, созревание, регуляцию обмена веществ и сопротивление заболеваниям.

Добавим, что до публикации работы Фэя и его коллег, исследователи занимались изучением метаболического накопления витамина С, каротиноидов и флавоноидов, но никто не знал, какие гены отвечают за эти процессы.

Секвенирование генома киви не только поможет в изучении сравнительной геномики и эволюционных изысканиях, но и принесёт практическую пользу. В скором времени команда учёных займётся и другими сортами киви, проведёт сравнительный анализ и сможет дать рекомендации по оптимальным методам разведения фрукта и его использования на благо человека.

Новейшие данные о геноме киви доступны на сайте проекта Kiwifruit Genome Database и в научной статье, опубликованной на страницах журнала Nature Communications.

Также по теме:
У клубники оказалось больше генов, чем у человека
Учёные прочитали геном дикого азиатского банана
Генетики составили наиболее полную карту генома огурца 
Учёные расшифровали геном ячменя, на очереди – пшеница
Генетики составили карту генома какао