Genomer af vilde tomater tilbyder en værdifuld ressource til forbedring af tomater

Vilde tomatslægtninge Solanum habrochaites og S. galapagense er vigtige kimplasmadonorer i moderne tomatavl. Sammenlignet med den dyrkede tomat udviser de mange ønskværdige egenskaber, især høj tolerance over for biotiske og abiotiske belastninger. Imidlertid har manglen på genomer af høj kvalitet begrænset studiet af genetik og molekylære mekanismer, der ligger til grund for disse egenskaber.

Forskere fra Wuhan Botanical Garden i det kinesiske videnskabsakademi har sammen med samarbejdspartnere fra Cornell University og Zhejiang University genereret kromosomskala-referencegenomerne for de to arter ved at kombinere PacBio HiFi-aflæsninger og Hi-C-sekventeringsdata.

Et fylogenetisk træ konstrueret til S. habrochaites, S. galapagense og otte andre Solanaceae-arter ved hjælp af 3.011 enkeltkopi orthologe gener afslørede, at S. habrochaites var tæt på S. pennellii og S. galapagense viste sig tæt på S. lycopersicum. Sammenlignende analyse afslørede 734 og 308 artsspecifikke gener i henholdsvis S. habrochaites og S. galapagense, hvilket kan give stress-tolerante egenskaber for de to arter.

Der blev identificeret i alt 336.319 strukturelle varianter (SV'er) mellem S. habrochaites og S. lycopersicum og 98.443 SV'er mellem S. galapagense og S. lycopersicum. De indsatte og udvidede regioner i genomerne af S. habrochaites og S. galapagense blev fundet bidragende til deres tolerance over for stress som kulde og patogener og unik terpenbiosyntese.

Terpensyntasegener (TPS'er) blev omfattende karakteriseret, en udvidelse af TPS-en underfamilie blev observeret i S. habrochaites, hvilket sandsynligvis fører til dets potentielt forskelligartede eller unikke sesquiterpensyntese. En genom-dækkende identifikation af resistensgenanaloger (RGA'er) i dyrkede tomater og fire vilde tomatslægtninge, herunder S. habrochaites og S. galapagense, afslørede 919 vilde tomatspecifikke RGA'er.

Disse resultater giver nye genetiske ressourcer til syntese af terpenoider og opdræt af sygdomsresistens i tomater.

Denne undersøgelse er blevet offentliggjort i Horticulture Research og har titlen "Kromosomskala-genomsamlinger af vilde tomatslægtninge Solanum habrochaites og S. galapagense afslører strukturelle varianter forbundet med stresstolerance og terpenbiosyntese." + Udforsk yderligere

Nær slægtning til den dyrkede tomat er resistent over for mange insekter