Genomet af flaskegræskar giver indsigt i evolutionær historie, forhold mellem agurker

Forskere fra Boyce Thompson Institute (BTI), det amerikanske landbrugsministerium (USDA), og samarbejdspartnere i Kina og Frankrig har produceret den første genomsekvens af høj kvalitet til flaskegræskaret ( Lagenaria siceraria ) og et rekonstrueret genom af den seneste Cucurbitaceae-forfader.

Forskningen blev støttet under en aftale (58-0210-3-012) med USAID som en del af Feed-the-Future-programmet og under et tilskud fra USDA National Institute of Food and Agriculture Specialty Crop Research Initiative (2015-51181) -24285).

Også kendt som kalabas, flaskegræskaret er værdsat for dets mange praktiske og kulturelt betydningsfulde anvendelser i fødevarer, medicin, og nyheder såsom musikinstrumenter, redskaber, containere, og dekorationer. Som grundstamme til andre cucurbit-afgrøder, flaskegræskaret tjener også som mål for genomiske forskningsinteresser.

På trods af dette, en sekvens af høj kvalitet af flaskegræskar-genomet har ikke været tilgængelig, og meget af den evolutionære historie af moderne cucurbits og deres genetiske forhold forbliver stort set ukendt.

I deres resultater, forskere sammenlignede det sekventerede flaskegræskargenom med dem fra andre gurkearter, giver dem mulighed for at rekonstruere den gamle genomiske historie af Cucurbitaceae-familien.

"Ved at bruge dette genom og andre tilgængelige genomer af cucurbit-arter, herunder vandmelon, melon, agurk og græskar, vi rekonstruerede genomet af den seneste fælles forfader til Cucurbitaceae, som giver indsigt i palæohistorien af ​​Cucurbitaceae-genomets udvikling, " ifølge Zhangjun Fei, lektor ved BTI.

Den højkvalitets flaskegræskar-genomsekvens giver også en omfattende samling af de genetiske forhold mellem flaskegræskaret og andre Cucurbitaceae-arter, som kan bruges til at fremskynde forbedringer i agurkekvalitet og tolerance over for stressfaktorer som sygdom og kulde.

"Denne undersøgelse vil give forskere mulighed for at opdage nye gener og udvikle nye molekylære markører, der kan bruges til at avle højere frugtkvalitet og mere sygdomsresistente flaskegræskar-varianter, " sagde Fei.

Forskere var i stand til at fremvise nytten af ​​genomsekvensen ved at lokalisere gener relateret til en særlig ødelæggende sygdom:Papaya ring-spot virus (PRSV).

"Den højkvalitets flaskegenom har hjulpet med at kortlægge et locus, der giver resistens mod PRSV, en af ​​de mest ødelæggende vira, der inficerer papaya og cucurbits på verdensplan, " sagde Kai-Shu Ling, forskningsplantepatolog ved USDA Agricultural Research Service (USDA-ARS).

"Genomsekvensen vil utvivlsomt lette opdagelsen af ​​yderligere sygdomsresistensgener og adskillige andre gavnlige egenskaber i flaskegræskar, " sagde Ling.

Holdets resultater offentliggøres i Plantebladet .