Учёные расшифровали «родовой код» бананов: как менялись хромосомы

Учёные из Южно-Китайского ботанического сада Китайской академии наук совместно с коллегами из Сычуаньского университета восстановили ancestral karyotype (предковый кариотип) семейства банановых. Исследование опубликовано в журнале Current Biology. Об этом пишет сайт Phys.org.

Семейство Musaceae насчитывает около 80 современных видов с разнообразием хромосомных чисел (n = 11, 10 и 9) и окраской прицветников. Культурный банан (Musa spp.) — важнейшая продовольственная культура, источник пищи для более чем 400 миллионов человек.

Современные сорта размножаются вегетативно, что сужает генетическую базу и повышает уязвимость к болезням. Учёные обратились к диким родственникам банана, чтобы изучить их хромосомную структуру и адаптивные признаки.

В ходе работы была создана высококачественная бесшовная сборка генома Musa exotica (раннеотделившийся декоративный вид) с контигом N50 47,41 млн пар оснований. Сравнительный анализ позволил реконструировать предковый кариотип с гаплоидным числом хромосом n = 17.

Выяснилось, что современные наборы n = 11, n = 10 и n = 9 возникли не независимо, а путём последовательных перестроек: реципрокных транслокаций, слияний концов хромосом и вложенных слияний. Эта траектория совпала с филогенетическими данными на основе ДНК.

Исследователи также связали структурные изменения хромосом с окраской прицветников. В точках разрывов обнаружены гены биосинтеза антоцианов (CHS, F3H, MYB, bHLH). Анализ транскриптома показал, что различия в окраске связаны с регуляцией экспрессии генов, а не с изменением их числа.

Работа открывает перспективы для использования диких родственников банана в селекции и улучшении сортов, устойчивых к болезням.