Американские исследователи разработали новый биоинформатический метод, который позволяет реконструировать сложную эволюционную историю растений со смешанным геномом. Технология, успешно применённая для анализа садовой клубники, не требует данных о вымерших или неизвестных видах-предках, что было главным препятствием в подобных исследованиях.
Многие важные сельскохозяйственные культуры, включая пшеницу, хлопок и сахарный тростник, относятся к так называемым полиплоидам. Их геном состоит из нескольких наборов хромосом, унаследованных от разных предковых видов в результате гибридизации. Разобраться в этой генетической мозаике традиционными методами сложно, так как многие виды-прародители не сохранились. Новый подход, описанный в журнале Horticulture Research, решает эту проблему, анализируя особые мобильные участки ДНК – длинные концевые ретротранспозоны. Эти элементы накапливаются в геноме и служат своего рода «эволюционными метками времени». Сравнивая их структуру на разных хромосомах, учёные могут выделить отдельные субгеномы, доставшиеся от разных предков, и определить, когда происходили слияния.
Работоспособность метода проверили на садовой землянике (клубнике), геном которой состоит из восьми наборов хромосом. Анализ выявил четыре различных субгенома и подтвердил, что современный вид сформировался в результате трёх последовательных событий гибридизации, которые произошли от 4,2 до 0,8 млн лет назад. Исследование также подтвердило родство клубники с видами Fragaria vesca и Fragaria iinumae, но поставило под сомнение участие в её происхождении других предполагаемых ранее предков. Вероятно, некоторые из них вымерли или до сих пор не открыты.
Перед анализом клубники технологию протестировали на хорошо изученных культурах – хлопке и африканском злаке тефф, где она точно определила известные субгеномы. Авторы работы полагают, что их метод значительно ускорит селекцию экономически важных растений. Точное понимание структуры генома упростит картирование генов, отвечающих за ценные признаки, и поможет в создании новых, более продуктивных и устойчивых сортов.
