Мяту выращивают в Китае уже более 400 лет, а в последние годы ее селекции уделяется важная роль. Высококачественный геном играет важную роль в объяснении происхождения, эволюции и распространения растений, эффективно защищая ресурсы зародышевой плазмы.
Ананасная мята, Mentha suaveolens, ценится за свой особый аромат и лечебные свойства, которые приписываются ее эфирным маслам. Несмотря на важность, понимание генетической основы этих признаков было сложной задачей из-за сложности генома Mentha, характеризующегося высокой гетерозиготностью и многочисленными структурными вариациями. Всестороннее исследование генома Mentha было необходимо для выявления генетических факторов, влияющих на его уникальные характеристики.
Исследователи из Университета традиционной китайской медицины Чэнду в сотрудничестве с несколькими другими учреждениями успешно собрали геном ананасной мяты с разрешением гаплотипов и без пробелов, сообщает TranSpread.
Род Mentha, широко известный как мята, включает несколько сильно пахнущих видов трав семейства губоцветных. Разновидности мяты выращивают во всем мире из-за ярко выраженного аромата и коммерческой ценности. Это растение содержит разнообразный набор компонентов, среди которых эфирное масло мяты имеет долгую историю медицинского применения в качестве пищеварительного и болеутоляющего средства.
Исследования показали, что эфирное масло мяты обладает различной биологической активностью (например, антиоксидантной, антибактериальной, противорадиационной, противораковой и гипотензивной).
Понимание генома Mentha дает ценную информацию о его генетических особенностях и помогает идентифицировать конкретные гены, ответственные за вышеупомянутую биологическую активность. Геном Mentha состоит из больших хромосом и множества мелких хромосом, что приводит к широкому диапазону чисел хромосом, обычно от 24 до 120.
Ананасная, или ананасовая мята (M. suaveolens ) — это культивируемая пестролистая форма яблочной мяты. M. suaveolens — диплоидный (2n = 2x = 24) вид, произрастающий как дикое растение по всему миру и широко используемый в медицинской сфере благодаря своим многочисленным терапевтическим свойствам.
Используя передовые технологии секвенирования, команда пролила свет на генетическое разнообразие и структурные вариации внутри генома, предоставив ценный ресурс для будущих генетических и селекционных исследований. Исследование опубликовано в журнале Horticultural Research.
В исследовании представлена первая высококачественная сборка генома Mentha suaveolens с разрешением гаплотипов с размером генома 414,3 МБ и 31 251 кодирующим геном. Объединив данные с различных платформ секвенирования, ученые получили две полные гаплотипические сборки, каждая из которых почти полностью аннотирована для теломер и центромер.
Примечательно, что анализ выявил 41 135 структурных вариаций, включая делеции, инсерции, дупликации и транслокации, многие из которых влияют на гены, участвующие в биосинтезе терпеноидов.
Одним из важных результатов является преобладание оксида пиперитенона среди летучих соединений, вырабатываемых M. suaveolens, в отличие от ментола, который более распространен у других видов Mentha.
Исследование выявило три гена, кодирующие изопиперитенондредуктазу (ISPR), ключевой фермент в биосинтезе ментола, но обнаружило, что их низкие уровни транскрипции, вероятно, вместо этого приводят к накоплению оксида пиперитенона.
Доктор Чи Сонг, один из ведущих исследователей, заявил: «Завершение создания генома Mentha suaveolens без пробелов представляет собой важную веху в геномике растений. Эта всеобъемлющая генетическая карта обеспечивает основу для изучения молекулярных механизмов , лежащих в основе уникальных свойств ананасовая мята, которая может привести к инновационным применениям в медицине и сельском хозяйстве».
Полная сборка генома Mentha suaveolens открывает путь для генетических исследований и селекции для улучшения его лечебных и ароматических качеств. Понимание генетической основы биосинтеза терпеноидов позволяет целенаправленно оптимизировать ценные соединения, такие как оксид пиперитенона.
Это исследование продвигает геномику растений и имеет значительный потенциал для улучшения выращивания и коммерческой ценности видов Mentha.
Источник: TranSpread.