Дерево ши является жизненно важной социальной и экономической культурой, наиболее известной благодаря популярному продукту - маслу ши - многомиллионному ингредиенту, используемому в косметике, средствах личной гигиены, фармацевтических препаратах и шоколаде. Для сотен тысяч африканских семей, живущих в «поясе ши», это также важнейший источник питания и дохода. Несмотря на растущий спрос, медленнорастущее дерево ши находится под угрозой со стороны других товарных культур, и его сохранение, скорее всего, связано с его генетическим улучшением. Чтобы обеспечить такую работу, международная группа исследователей во главе с Университетом Нью-Гэмпшира секвенировала геном дерева ши, предоставив ценный ресурс для стратегического развития вида.
«На создание дерева ши может уйти 25 и более лет, поэтому для фермера может быть очень дорого ждать так долго и думать, стоит ли держать дерево», - сказал Яго Хейл, доцент специальности улучшение урожая. «При таком длительном периоде выращивания традиционные стратегии селекции просто нежизнеспособны, что является одной из причин отсутствия высокопроизводительных сортов ши. Геном ши позволит исследователям оценить потенциал саженца, как только он прорастет. и благодаря выбору деревьев с помощью генома мы можем начать двигать иглу над этим сложным видом».
В своем исследовании, опубликованном онлайн в журнале Frontiers in Plant Science, исследователи собрали эталонный геном дерева ши в масштабе хромосом. Как и геном человека, геном дерева ши содержит гены, которые определяют признаки, помогающие исследователям определять характеристики дерева. Аннотация генома исследователями привела к идентификации 38 505 кодирующих генов. Дальнейшее сравнительное секвенирование разнообразной коллекции деревьев выявило почти 3,5 миллиона естественных генетических вариаций, известных как однонуклеотидные полиморфизмы (SNP), которые можно использовать для различения деревьев и понимания генетики, лежащей в основе важных признаков.
Масло ши играет важную роль в повседневной жизни миллионов африканских семей, проживающих в Судо-Сахелианском регионе, который охватывает более 20 стран. Сбор орехов ши является почти универсальным домашним занятием в поясе ши и, в отличие от других видов экономической деятельности, почти полностью контролируется женщинами. Согласно данным о ежедневном потреблении масла ши, число женщин, принимающих участие в сборе орехов ши, оценивается более чем в 18 миллионов человек. Ши называют «женским золотом», потому что продажа его продукции позволяет женщинам обеспечивать дополнительные продукты питания для своих семей после сбора урожая зерновых и зарабатывать деньги на домашние расходы, включая одежду, лекарства и плату за обучение. Сезонность наличия ши также имеет решающее значение, поскольку плоды ши являются единственным широко доступным, богатым энергией источником пищи в конце засушливого сезона.
«Парк ши находится в упадке из-за угрозы альтернативных, как правило, контролируемых мужчинами товарных культур, таких как кешью и манго, и немедленной окупаемости вырубки сомнительно продуктивных деревьев на дрова», - сказал Хейл. «Женщинам приходится преодолевать большие расстояния, чтобы собирать орехи ши, а это означает больше труда и меньше прибыли. Чтобы противодействовать этим тенденциям, нам нужно повысить ценность ши в ландшафте. Геномная селекция представляет собой путь к достижению этой цели».
На международном уровне масло ши ценится за его использование в качестве высококачественного эквивалента какао-масла (CBE) в шоколадной промышленности. Это связано с его относительно простым составом жирных кислот и высоким содержанием стеарина, основного фактора, определяющего качество масла ши. Используя недавно нанесенный на карту геном, исследователи идентифицировали сорок пять генов биосинтеза жирных кислот в ши, которые, вероятно, регулируют содержание стеарина. Возможность идентифицировать эти ферменты может помочь исследователям разработать более эффективные стратегии отбора рассады.
Содействующие государственные исследовательские учреждения включают Исследовательский институт какао в Гане, Западноафриканский центр улучшения сельскохозяйственных культур, Всемирное агролесоводство, Африканский консорциум бесхозных культур, Гентский университет и Калифорнийский университет в Дэвисе.
Финансирование было предоставлено в рамках программы «Фундаментальные исследования для улучшения сельскохозяйственного развития», совместно финансируемой Национальным научным фондом и Фондом Билла и Мелинды Гейтс.
Университет Нью-Гэмпшира вдохновляет на инновации и меняет жизнь в нашем штате, стране и мире. Более 16 000 студентов из всех 50 штатов и 71 страны занимаются с отмеченными наградами преподавателями по лучшим программам в области бизнеса, инженерии, права, здравоохранения и социальных услуг, гуманитарных и естественных наук по более чем 200 программам обучения. Являясь одним из самых эффективных исследовательских университетов страны, UNH сотрудничает с НАСА, NOAA, NSF и NIH и ежегодно получает более 110 миллионов долларов в виде внешнего финансирования на конкурсной основе для дальнейшего изучения и определения границ земли, моря и космоса.