Селекция помогла избавиться от семян диких бананов, но вопрос о предке фрукта остаётся открытым

Геномный анализ предполагает, что три загадочных предка внесли свой вклад в ДНК современного банана.

Селекция помогла избавиться от семян диких бананов

Каждый из нас задавался вопросом относительно происхождения пищи которую мы ежедневно включаем в свой рацион. Но даже самые лучшие эксперты мира разводят руками когда речь заходит о возникновении современных бананов. Обширный генетический анализ более 100 культивируемых и диких сортов бананов приоткрывает завесу процесса «одомашнивания» сладкого плода и рассказывает о неизвестных раннее, но, вероятно, все ещё существующих, банановых предках. Эксперты в области банановых исследований, задались целью найти этих загадочных предшественников, чтобы убедиться смогут ли их гены помочь сохранить здоровье современного бананового наследия.

Лорен Ризеберг, биолог-эволюционист из Университета Британской Колумбии в Ванкувере, не принимавшая участия в исследовании,  честно признается: «Одомашнивание бананов – процесс гораздо более сложный, чем я могла раньше себе представить».

Известный факт, что 7000 лет назад бананы не были мясистыми плодами без косточек, какими мы привыкли их видеть уже ни для кого не новость.  Мякоть содержала вкрапления черных семян и была практически не съедобна. Вместо банановых плодов, люди употребляли в пищу цветы и подземные клубни бананового дерева, в то время как стеблевые волокна использовались в качестве веревок и одежды. «Банановые деревья, в те времена были далеки от тех, которые мы можем видеть сейчас», — сообщает Джули Сардос, ученый-генетик из Alliance of Bioversity International, занимающийся «коллекционированием» различных сортов бананов.

Современным учёным известен тот факт, что самым распространенным диким предком современного банана является вид под названием Musa acuminata.

Большинство исследователей сходятся во мнении, что именно в Папуа -Новой Гвинее впервые появились «одомашненные» бананы в том виде, в каком мы привыкли их видеть сегодня. На настоящий момент существует множество разновидностей бананов, по последним подсчетам, более 1000. В ходе «одомашнивания» современные бананы, доступные в супермаркетах, потеряли свои семена и стали более мясистыми и сладкими. Как и когда произошло это «одомашнивание» до сих пор точно определить не удалось.

Тот факт, что некоторые бананы имеют обычные два набора хромосом, в то время как другие имеют три набора или более, усложняет процесс идентификации. По крайней мере, с уверенностью можно сказать, что некоторые современные бананы являются гибридами, возникшими в результате скрещивания двух или более сортов или даже разных видов.

Большая связка зеленых бананов зреет на дереве в теплице

Попытка задействовать глубокий исторический генофонд для сохранения современных видов бананов обусловлена некоторой угрозой со стороны панамской болезни и бактериального увядания бананов. Сегодня вся банановая промышленность производит около 100 миллиардов бананов в год, и обходится в 8 миллиардов долларов.
Селекционеры бананов изо всех сил пытаются найти способы борьбы с такими патогенами, особенно с теми, которые поражают банан Кавендиш, на долю которого приходится более половины всех экспортируемых бананов. Изучение генов от далеких предков, несомненно, может помочь современным бананам стать более «живучими». Генетический анализ позволит собрать воедино историю «одомашнивания» и определить живых современных представителей далеких предков.

Набила Яхиауи, специалист по геномике бананов из Французского сельскохозяйственного исследовательского центра международного развития в Монпелье, и ее коллеги ранее сравнили ДНК из 24 собранных образцов диких и домашних бананов. В некоторых из них они обнаружили что-то загадочное: ДНК, которая не соответствовала ни одному из других образцов. Основываясь на этом открытии, в 2020 году они предположили, что, помимо  Musa acuminata и  других известных диких родственников,  ещё два неизвестных вида внесли свою ДНК в современный банан.

В новом исследовании Сардос и его коллеги расширили свое исследование, сосредоточившись на сортах бананах с двумя наборами хромосом, поскольку они, вероятно, более тесно связаны с первыми «одомашненными» бананами.  Они взяли образцы ДНК 68 диких родственников и 154 «одомашненных» бананов, в том числе 25 сортов, собранных командой Сардоса в Папуа — Новой Гвинее. Это впечатляющее количество сортов, и не все из них легкодоступны, признаётся Тим ​​Денхэм, археолог из Австралийского национального университета.

Исследование показало, что бананы изначально выращивались в Новой Гвинее, а вид M. acuminata под названием «banksia» был первым кто прошел путь «одомашнивания». Тот же самый подвид впоследствии внес свой вклад в более широкое распространение культивируемых сортов , сообщают Сардос и его коллеги в этом месяце в Frontiers in Plant Science . «Это заключение очень важно», — говорит Денхэм. «Это подтверждает предыдущие археологические, ботанические, лингвистические и генетические исследования».

Образцы также указали на существование третьего неизвестного генетического источника. Ученым еще предстоит идентифицировать три вида; их данные предполагают, что один прибыл из Новой Гвинеи, один из Сиамского залива, а третий из мест между северным Борнео и Филиппинами.

Денхэм был удивлен, обнаружив, что современные сорта бананов Новой Гвинеи генетически более разнообразны, чем их дикие предки. Он подозревает, что когда производители бананов работали над улучшением бананов, происходило их безудержное скрещивание с дикими родственниками, что привело к множеству сортов с разным генетическим происхождением.

«Эта работа еще раз подтверждает важность гибридизации определенных культур», — говорит Ризеберг, чья работа с подсолнухами продемонстрировала, что скрещивание может иметь важное значение для эволюции.

В ближайшем будущем Сардос и другие поклонники бананов надеются посетить небольшие фермы и другие места на родине банановых предков с целью найти более современных потомков для их дальнейшего изучения. В итоге, мы стремимся найти устойчивый к болезням материал, который можно скрещивать с коммерческими бананами, чтобы они стали еще более совершенными.

Использованная литература

  1. Гибридизация, отсутствие диких предков и одомашнивание культивируемых диплоидных бананов. Авторы: Джули Сардос 1*, Кэтрин Бретон 1, Ксавье Перрье 2, 3, Инес Ван ден Хауве 4, Себастьян Карпентье 4, Джанет Паофа 5, Матье Руар 1 и Николя Ру 1. DOI10.3389/fpls.2022.969220

1*. Bioversity International, Научный парк Агрополис II, Монпелье, Франция
2. CIRAD, Институт UMR AGAP, Монпелье, Франция
3. Институт UMR AGAP, Университет Монпелье, CIRAD, INRAE, Агроинститут, Монпелье, Франция
4. Bioversity International, Международный транзитный центр, Левен, Бельгия
5. Папуа-Новая Гвинея (PNG) Национальный институт сельскохозяйственных исследований, Южный региональный центр, Лалоки, Порт-Морсби, Папуа-Новая Гвинея

Читайте также: