Скрещивание персика с миндалем исследуют ученые, чтобы генетически разнообразить селекцию персика. Первые результаты показали, что полученный гибрид смог избежать «геномного шока».
Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей, опубликованной Plant Phenomics, о новостях в селекции персика: «Межвидовая гибридизация — ключевой процесс в эволюции и селекции растений, который может привести к фенотипическим изменениям и образованию новых видов. Однако, Слияние разных геномов в гибриде часто вызывает так называемый «геномный шок». Эти изменения включают изменения в экспрессии генов и структуре генома, особенно активацию мобильных элементов (TE).
Активность TE контролируется эпигенетическими механизмами, а метилирование ДНК является наиболее очевидной и частой модификацией хроматина, связанной с молчанием TE. Аналогично, некоторые биотические и абиотические стрессы могут приводить к снижению метилирования ДНК и активировать транскрипцию и мобилизацию TE. Следовательно, гибридизация часто приводит к активации TE, что может вызвать дальнейшие изменения в геноме.
Как известно, результаты гибридизации не всегда предсказуемы, но современные технологии позволяют определить шансы на успех.
Персик (Prunus persica) демонстрирует низкий уровень генетического разнообразия, а межвидовая гибридизация с миндалем (Prunus dulcis) является потенциальным источником новых аллелей для селекции персиков. Учитывая тесное генетическое родство и геномную гомологию персика и миндаля, понимание того, как скрещивание двух видов приводит к активации TE, что может привести к «геномному шоку», важно для понимания более широких эффектов гибридизации на селекцию растений и их эволюцию.
Компания Horticultural Research опубликовала исследовательскую статью под названием «Отсутствие серьезных эпигенетических и транскриптомных изменений, сопровождающих межвидовое скрещивание персика и миндаля».
Чтобы понять потенциальные изменения в метилировании ДНК и транскрипции генов, особенно TE, исследователи использовали полногеномное бисульфитное секвенирование ДНК из листьев персика, миндаля и их гибрида F1.
Результаты показали различия в уровнях метилирования разных классов TE, но лишь незначительные различия при сравнении геномов гибрида с геномами двух родительских растений.
Несмотря на эти незначительные различия, профиль метилирования гибрида был более похож на родительский миндаль, за некоторыми исключениями.
Анализ РНК-секвенирования зрелых листьев выявил значительную дифференциальную транскрипцию в 32 семействах: 11 ретротранспозонов LTR, 12 LINE и 9 TIR. Дифференциальная экспрессия в основном обусловлена различиями между персиком и миндалем, а экспрессия гибрида обычно является промежуточной.
Наконец, ученые проанализировали изменения в экспрессии генов в гибриде, сопоставив результаты секвенирования РНК персика, миндаля и гибрида с одним набором данных модели гена. Большинство генов (78,3%) имели одинаковые уровни транскрипции для всех трех генотипов.
Некоторые гены имели более высокую экспрессию у одного родителя по сравнению с другим, при этом гибрид часто демонстрировал промежуточную или родительскую экспрессию. Примечательно, что только небольшая часть генов продемонстрировала более высокую или более низкую экспрессию у гибрида.
Таким образом, это исследование доказывает, что, вопреки ожиданиям «геномного шока», не происходит существенных изменений в уровнях метилирования ДНК или транскрипции мобильных элементов у гибрида по сравнению с его родителями. Кроме того, изменение экспрессии генов у гибрида минимально.
Эти результаты показывают, что геномное слияние не вызывает серьезных регуляторных потрясений, подчеркивая потенциал использования таких межвидовых скрещиваний в селекции персиков для введения новых гибридов без значительной геномной нестабильности».
Источник: Plant Phenomics.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.