Генетики розкрили гени, що формують зовнішність огірка

Останні геномні дослідження розкрили гени, що визначають форму, колір і структуру плодів огірка, відкриваючи нові можливості для селекціонерів.

Огірок (Cucumis sativus L.) — один із найпоширеніших овочів у світі, відомий різноманіттям форм і текстур. Впродовж тисячоліть селекція спрямовувалася здебільшого на стійкість до хвороб і врожайність, при цьому якісні характеристики плодів залишалися поза увагою. Як зазначено у дослідженні, опублікованому в Horticulture Research (DOI: 10.1093/hr/uhae340), саме ці властивості — колір шкірки, розмір насіннєвої порожнини, кривизна — найважче вдосконалювати традиційними методами. Це пояснюється складною природою таких ознак, які контролюються великою кількістю генів та їхніми взаємодіями.

Команда дослідників із США проаналізувала 388 зразків із колекції огірків USDA, застосувавши метод GWAS («асоціативний пошук по всьому геному») на основі понад 1,18 мільйона SNP-маркерів. Завдяки цьому вдалося виявити гени, що впливають на довжину, колір, щільність шипів та внутрішню будову плоду. Наприклад, ген CsCLV3 на хромосомі 1 відповідає за кількість плодолистків і форму плоду, а CsTRM5 — за розтягнення клітин. Інші ключові гени, такі як CsTTG1 та CsPILS6, пов’язані з розвитком шипів і транспортом ауксину — гормону, що регулює ріст.

Важливе відкриття стосується географічного розподілу генетичних варіантів. Так, східноазійські сорти демонструють гени, пов’язані з довгими, тонкими плодами, тоді як південноазійські — з великими насіннєвими порожнинами та сітчастою шкіркою. Це свідчить про те, що локальні традиції вирощування формували геноми огірків протягом століть, створюючи широкий спектр морфологічних варіацій.

«Наше дослідження показує, наскільки глибоко поєднані генетика і географія у формуванні зовнішнього вигляду огірків», — наголосила професорка Ребекка Грумет з Університету штату Мічиган. «З’єднуючи видимі ознаки з генетичною основою, ми даємо селекціонерам інструменти для створення нових сортів без втрати стійкості».

Усі дані — як геномні маркери, так і фенотипові характеристики — доступні в Cucurbit Genomics Database та Dryad Data Repository, що робить цю роботу корисною для дослідників у всьому світі. Завдяки цьому зростають шанси на створення огірків з кращими смаковими якостями, привабливим виглядом та високою стійкістю. У ширшій перспективі такий підхід може бути застосований до інших культур, відкриваючи новий етап у точному сільському господарстві.