Учените изучават древни пластове бананова ДНК, за да спасят плода от изчезване

Време за четене: 4 минути

Снимка: Alistair Smailes, Unsplash

Бананите са най-популярният плод в света, но в момента банановата индустрия е доминирана от един вид банани: познатия и обичан от всички нас сорт банан Кавендиш (който има на всеки един пазар и у нас). Бананът Кавендиш става известен през 1965 г., когато предишната бананова суперзвезда – бананът Грос Мишел – официално изчезва заради болест.

Бананът Каведниш е на път да има същата съдба като банана Грос Мишел. Това е така, защото бананите Кавендиш нямат генетично разнообразие. В известен смисъл бананите от този сорт са клонинги един на друг. Това е феномен, известен като монокултура – практика, която се среща в много отрасли на нашето общество. Монокултурата има много ползи – гарантира, че всеки път ще имаме един и същи вкус, но прави вида особено податлив на болести и неспособен да се адаптира подходящо към тях.

Учени от цял свят се опитват да разберат повече за начина, по който този любим и много полезен плод е бил доместициран, за да могат да го спасят и да продължим да го ядем. Смята се, че бананите са опитомени за първи път от хората преди 7000 години на остров Нова Гвинея. Историята на опитомяването на бананите обаче е сложна, а класификацията им е обект на горещи спорове, тъй като границите между видовете и подвидовете често са неясни.

Ново проучване, публикувано в списание Frontiers in Plant Science, показва, че тази история е още по-сложна, отколкото се смяташе досега. Резултатите потвърждават, че геномът на днешните опитомени сортове съдържа следи от три допълнителни, все още неизвестни предци.

„Тук показваме, че повечето от днешните диплоидни култивирани банани, произхождащи от дивия банан M. acuminata, са хибриди между различни подвидове. Най-малко три допълнителни диви „тайнствени предци“ трябва да са допринесли за този смесен геном преди хиляди години, но все още не са идентифицирани“, коментира пред Phys.org д-р Жули Сардос (Julie Sardos), учен от The Alliance of Bioversity International и CIAT в Монпелие, Франция, и първи автор на изследването.

Карта на остров Нова Гвинея и примери за плодове на M. acuminata ssp. banksii. Изображение: Frontiers in Plant Science (2022). DOI: 10.3389/fpls.2022.969220

Смята се, че опитомените банани (с изключение на бананите Fei (Musa troglodytarum) в Тихия океан) произхождат от група от четири предци – или подвидове на дивия банан Musa acuminata, или различни, но близкородствени видове. Изглежда, че M. acuminata се е развил в северните гранични райони между Индия и Мианмар и е съществувал в Австралазия около 10 млн. години преди да бъде опитомен. Допълнително усложнение е фактът, че опитомените сортове могат да имат две („диплоидни“), три („триплоидни“) или четири („тетраплоидни“) копия на всяка хромозома и че много от тях също произхождат от дивия вид M. balbisiana.

Последните по-малки проучвания показват, че дори този вече сложен сценарий може да не е цялата история и че други предци, свързани с M. acuminata, може да са участвали в опитомяването. Новите резултати не само потвърждават, че това наистина е така, но и за първи път показват, че тези генофондове са често срещани в геномите на опитомените банани.

Авторите секвенират ДНК в 226 екстракта от листа от най-голямата в света колекция от образци на банани в Alliance of Bioversity International and CIAT и Musa Germplasm Transit Center в Белгия. Сред тези проби 68 принадлежат на девет диви подвида на M. acuminata, 154 на диплоидни одомашнени сортове, произлезли от M. acuminata, и четири по-далечно свързани диви вида и хибриди като сравнения. Голяма част от тях са били събрани преди това по време на специализирани „мисии за събиране на банани“ в Индонезия, остров Нова Гвинея и автономния регион Бугенвил.

Изследователите първо измериха нивата на родство между сортовете и дивите банани и съставиха „семейни дървета“ въз основа на разнообразието при 39 031 единични нуклеотидни полиморфизми (SNP). Те използват подгрупа от тях – равномерно разпределени в генома, като всяка двойка очертава блок от приблизително 100 000 „ДНК букви“ – за статистически анализ на произхода на всеки блок. За първи път те откриват следи от трима други предци в генома на всички опитомени проби, за които все още не са известни съответствия от дивата природа.

Мистериозните предци може би отдавна са изчезнали. „Но личното ни убеждение е, че те все още живеят някъде в дивата природа, или са слабо описани от науката, или изобщо не са описани, като в този случай вероятно са застрашени“, казва Сардос.

Сардос и др. имат добра идея къде да ги търсят: „Нашите генетични сравнения показват, че първите от тези загадъчни предци трябва да са дошли от района между Тайландския залив и на запад от Южнокитайско море. Вторият – от региона между северно Борнео и Филипините. Третият – от остров Нова Гвинея.“

Все още не е известно кои полезни черти тези загадъчни предци са допринесли за опитомяването на бананите. Например смята се, че изключително важният признак партенокарпия – залагане на плодове без необходимост от опрашване – е наследен от M. acuminata, докато бананите за готвене дължат голяма част от своята ДНК на подвида (или може би на отделен вид) M. acuminata banksii.

Вторият кореспондиращ автор д-р Матийо Руар, също от Bioversity International, каза: „Идентифицирането на предците на култивираните банани е важно, тъй като ще ни помогне да разберем процесите и пътищата, които са оформили наблюдаваното днес бананово разнообразие, което е важна стъпка за отглеждането на банани на бъдещето.“

„Селекционерите трябва да разберат генетичния състав на днешните одомашнени диплоидни банани за своите кръстоски между сортове и това проучване е важна първа стъпка към характеризирането в големи подробности на много от тези сортове.“

Сардос коментира още: „Въз основа на тези резултати ще работим с партньори за проучване и генотипиране на разнообразието от диви банани в трите географски региона, които нашето проучване посочи, с надеждата да идентифицираме тези неидентифицирани участници в култивираните банани. Също така ще бъде важно да се проучат различните предимства и характеристики, които всеки от тези участници е предоставил на култивираните банани.“


Библиография

Hybridization, missing wild ancestors and the domestication of cultivated diploid bananas, Julie Sardos, Catherine Breton, Xavier Perrier, Ines Van den Houwe, Sebastien Carpentier, Janet Paofa, Mathieu Rouard and Nicolas Roux, Front. Plant Sci., 07 October 2022, Sec. Plant Systematics and Evolution, https://doi.org/10.3389/fpls.2022.969220

Сподели
Георги Драганов
Георги Драганов

Георги Драганов е създател и редактор на сайта "Война и мир". Завършил НГДЕК "Константин Кирил Философ" и Международни отношения в Юридическия факултет на Софийския университет "Св. Климент Охридски". Има опит като учител и журналист, в момента работи като проектен мениджър.

Leave a Reply

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *