Нові дослідження черешні приносять нові плоди

Понад 34 мільйони людей у США не мають достатньо їжі. Для вирішення проблем у виробництві продуктів харчування, що посилюються зміною клімату, необхідні різноманітні та адаптовані культури. Маленькі солодкі ягоди, які називають земляною вишнею, можливо, не нагодують країну, але разом з іншими родинними «сирітськими культурами» вони можуть зміцнити запаси продовольства. На жаль, ці далекі родичі томатів поки що не готові до великомасштабного виробництва.

Коли земляна вишня цвіте, щоб зробити плоди, навколо ягід з'являється паперова оболонка, схожа на повітряну кулю, яка називається здутою філіжанкою, яку ви бачите тут. Дослідники CSHL створили нові генетичні моделі для двох видів земляної вишні у співпраці з дослідниками з Університету Джона Хопкінса та Інституту Бойса Томпсона. Автори та права: Лабораторія Ліппмана/CSHL, 2022 р.

«Сімейство пасльонових включає понад 20 культур. Є основні культури - картопля, помідори, баклажани, а є другорядні культури або безгоспні культури, які або напіводомашнені, або дикі. не отримали великої дослідницької уваги, але могли б мати більший потенціал збільшення виробництва, якби їх можна було розвивати далі»,- сказав Ліппман.
"Схоже, що він еволюціонував незалежно кілька разів у квіткових рослин", - пояснює Ліппман. «Неясно, чи це є примхою еволюції, адаптивною рисою або і тим, і іншим. Але одне, на мою думку, цілком ясно — це одна з найкрутіших еволюційних новинок, що з'явилися у рослин».
«Без цих геномних ресурсів дуже складно точно визначити молекулярні механізми, які є основою деяких ознак, що виникли під час еволюції. Ми думаємо, що з нашим новим ресурсом, нашими новими геномами ми зможемо проаналізувати весь цей процес»,- зауважив професор.

Професор лабораторії Колд-Спрінг-Харбор (CSHL) та дослідник HHMI Закарі Ліппман працює над тим, щоб змінити це. Разом із постдоком CSHL та HHMI Цзя Хе Ліппман створив генетичні креслення або моделі для двох видів земляної черешні. Ці нові моделі можуть допомогти генетикам рослин розкрити невикористаний потенціал черешні. Вони також можуть відігравати ключову роль у розширенні масштабів використання інших пасльонових рослин.

Земляна вишня є ідеальною моделлю сімейства пасльонових через схожу генетику та довгу історію еволюції. Вони також поширені у Північній Америці, їх легко вирощувати та легко модифікувати генетично. Але їх найцікавішим атрибутом, за словами Ліппмана, може бути паперова, схожа на повітряну кулю лушпиння або здута філіжанка, яка оточує ягоди.

Попередні дослідження пасльонових припускали, що гени, звані MADS-box, відповідальні за появу здутих чашок. Використовуючи інструмент редагування геному CRISPR на своїх нових моделях земляної вишні, Ліппман та Хе відключили гени MADS-box один за одним. Вони виявили, що у рослин все ще росте здута філіжанка, незалежно від того, є у них гени чи ні. Моделі також дозволили їм виявити ген, необхідний розвитку роздутої чашечки.

Ліппман називає нові моделі земляної вишні «дитячими плакатами» через те, що буде далі у його лабораторії. Їхня мета — поповнити сімейство пасльонових безліччю нових моделей рослин, що полегшить покращення врожаю за допомогою редагування геному. Ці моделі також допоможуть краще зрозуміти еволюційний розвиток рослин.

John Dou