В новой статье группа эволюционных биологов и генетиков под руководством старшего автора, доцента Аны Кайседо, с первым автором Хамидом Разифардом из Массачусетского университета в Амхерсте и другими, сообщает, что они обнаружили недостающие звенья в эволюция помидора от плода размером с дикую чернику в Южной Америке до более крупного современного помидора сегодня.
Недостающее звено, которое заслуживает большего внимания, чем ему уделялось на сегодняшний день, - это один из ряда промежуточных вариантов между полностью диким и полностью одомашненным томатом. Результаты их генетических исследований показывают, что современные культивируемые помидоры наиболее тесно связаны с группой томатов, похожих на сорняки, которые до сих пор встречаются в Мексике, а не с полуодомашненными промежуточными типами, встречающимися в Южной Америке..
Разифард, исследователь с докторской степенью в лаборатории Кайседо, говорит: «Что нового, так это то, что мы предполагаем, что около 7000 лет назад эти сорные помидоры могли быть повторно одомашнены в культурные помидоры». Кайседо и его коллеги отмечают, что обычный культивируемый томат является самой ценной и широко выращиваемой овощной культурой в мире и важной моделью для изучения развития плодов.
В этой работе, являющейся частью более крупного исследования, проведенного при поддержке Национального научного фонда и возглавляемого Эстер ван дер Кнаап из Университета Джорджии, исследователи говорят, что в течение многих лет чрезмерно упрощенный взгляд на одомашнивание помидоров считался включают два основных перехода, первый от небольшого дикого Solanum pimpinellifolium L.(SP) в полуодомашненный промежуточный продукт S. lycoperiscum L. var. церазиформ (SLC). Вторым был переход от промежуточной группы (SLC) к полностью одомашненным культурным томатам (S. lycopersicum L. var. lycopersicum (SLL)).
Их генетические исследования касаются роли того, что они называют «исторически спорным» и сложным промежуточным этапом одомашнивания помидоров, важной главой, которую нельзя упускать из виду на долгом пути помидора от дикости до одомашнивания. Подробности представлены в выпуске «Молекулярная биология и эволюция» с расширенным доступом.
Разифард и его коллеги, которые создали общедоступный набор данных геномных вариантов для этого исследования, использовали полногеномное секвенирование диких, промежуточных и одомашненных (SP, SLC и SLL) сортов, а также популяционный геномный анализ для реконструкции одомашнивания томатов. сосредоточив внимание на эволюционных изменениях, особенно на промежуточных стадиях (SLC). Они создали новые последовательности полного генома для 166 образцов, уделив особое внимание промежуточным вариантам из его естественного ареала и культивируемых фруктов из Мексики, ранее недостаточно представленных в исследованиях.
Разифард говорит: «Мы обнаружили, что SLC, возможно, возник в Эквадоре около 80 000 лет назад как дикий вид, а не как одомашненный. Позднее местные жители выращивали его в Перу и Эквадоре для получения помидоров среднего размера. Мы также обнаружили, что две подгруппы из промежуточной группы могли распространиться на север, в Центральную Америку и Мексику, возможно, как сорняки-компаньоны для других культур».
"Примечательно, что эти северные расширения SLC, по-видимому, утратили некоторые фенотипы, связанные с одомашниванием, присутствующие в Южной Америке. Они все еще растут в милпах Мексики, где люди используют их в пищу, хотя и не выращивают их преднамеренно", он добавляет. Милпа - это поля, на которых фермеры выращивают много разных культур на одном и том же участке.
Он и Кайседо отмечают, что происхождение домашних помидоров от предков, похожих на сорняки, было предложено в 1948 году на основании множества местных названий, существующих для сорных помидоров, в отличие от меньшего количества названий для обычных культурных помидоров.. Эта гипотеза была оспорена другими, которые выступали против Мексики как центра одомашнивания помидоров из-за отсутствия там полностью диких помидоров.
Разифард говорит: «До сих пор остается загадкой, как помидоры двинулись на север. Все, что у нас есть, это генетические доказательства и никаких археологических доказательств, потому что семена томатов плохо сохраняются в археологических записях».
Исследователи отмечают, что изучение промежуточных стадий одомашнивания помидоров имеет «прямое значение для улучшения урожая». Например, они наблюдали некоторые сигналы отбора в определенных промежуточных популяциях для аллелей, участвующих в устойчивости к болезням и засухоустойчивости, что важно, говорит Разифард: «Такие данные полезны для поиска аллелей-кандидатов, которые можно использовать для создания устойчивых к болезням и/или засухоустойчивых растений. -толерантные помидоры. Другие промежуточные группы населения имели более высокое содержание бета-каротина или сахара, привлекательные черты для потребителей.
Эволюционный биолог говорит: «Это та статья, которую Дарвину понравилось бы читать. Он почерпнул многие из своих идей об эволюции, изучая растения, особенно сельскохозяйственные культуры. Он много переписывался с ботаниками, прежде чем завершил свою теорию эволюции посредством естественного отбора».
Исследователь с докторской степенью, который провел большую часть геномного анализа населения для этого проекта, Разифард добавляет, что он хочет поддержать движение в биологии против «растительной слепоты», тенденции игнорировать важность растений в изучении эволюции. как и другие разделы биологии. Кроме того, он из азербайджаноязычного меньшинства Ирана и говорит: «Эта статья особенная для меня, потому что это моя первая статья, в которой большинство авторов составляют женщины. Мне повезло быть частью поколения, которое меняет науку, и я надеюсь, что эта статья послужит образцом гендерного равенства в областях STEM».