2000 جين جديد لتحسين التفاح scaled

يمتد طريق الحرير الأسطوري مسافة 4000 ميل بين الصين وأوروبا الغربية؛ من القرن الثاني قبل الميلاد إلى القرن الرابع عشر الميلادي، ازدهرت التجارة، وهي واحدة من الفواكه المفضلة لدينا وأكثرها قيمة، التفاح المستأنس.

قام المسافرون بتعبئة هذه الوجبات الخفيفة في مكان واحد، وأكلوا قطف التفاح وألقوا القلوب بعيدًا على بعد أميال عديدة، ونمت البذور لتصبح أشجارًا في المكان الجديد وتهجين مع الأنواع البرية، مما أدى إلى إنتاج أكثر من 7000 تفاحة موجودة اليوم.

وتم عقد خطاب من فريق عالمي متعدد التخصصات من الباحثين بقيادة عضو هيئة التدريس فاي تشانغ جون من جامعة كورنيل كلية بويس طومسون وعالم وزارة الزراعة الأمريكية جان يوان تشون.

وسبب هذه المشكلة هو تطبيق تكنولوجيا التسلسل المتقدمة وخوارزميات المعلوماتية الحيوية لتجميع جينومات السلالات البرية الرئيسية المستأنسة والتفاح الكاملة.

وجد الباحثون أن تاريخ التدجين الفريد للتفاح أدى إلى مصادر غير مكتشفة للجينات التي يمكن استخدامها لتحسين المحاصيل ، مثل تحسين الحجم والنكهة والحلاوة والملمس.تم نشر النتائج في 2 نوفمبر 2020 في Nature Genetics.


هذا البحث الجديد هو نتيجة تعاون سابق نُشر في Nature Communications في عام 2017.

و تتبع الباحثون تاريخ تدجين التفاح وتطوره على طول طريق الحرير، وألهمتهم المناقشة التي تلت ذلك لبناء جينومات مرجعية جديدة أفضل للتفاح من خلال تطبيق تقنيات التسلسل والتجميع الجديدة على المواد الموجودة في المستودع.


يقع المستودع في محطة التجارب الزراعية بولاية نيويورك في جنيف، أونتاريو، ويخزن المستودع أكبر أنواع التفاح في العالم، ويمكن إرجاع الكثير منها إلى طريق الحرير.

في العمل الحالي، قام الباحثون بترتيب وتوليف ومقارنة الجينومات المرجعية الكاملة للأنواع الثلاثة.

يعتبر تفاح غالا هو الصنف التجاري الرئيسي، بالإضافة إلى التفاح البري الرئيسي بيجونيا إم سيلفستريس والتفاح البري في آسيا الوسطى. sieversii، والتي تمثل حوالي 90٪ من جينوم التفاح المحلي.

بمقارنة هذه الجينومات الثلاثة، تمكن الباحثون من تحديد الأنواع السابقة التي كانت جزءًا من الجينات التي أدت إلى العديد من خصائص تدجين التفاح. على سبيل المثال، وجد فريق البحث أن الجينات التي تصنع التفاح لها قوام مقرمش بالقرب من الجينات التي تجعل التفاح عرضة للتعفن الأزرق.

لذلك، بعد فهم هاتين المنطقتين الجينوميتين، يمكن للمرء أن يجد طريقة للحفاظ على جينات الأنسجة وإعادة إنتاج أو تعديل جينات العفن الأزرق لإنتاج المزيد من الأصناف المقاومة للأمراض.

قام فريق البحث أيضًا بتجميع جينومات شاملة لهذه الأنواع الثلاثة.

و يلتقط الجينوم الشامل جميع المعلومات الجينية في النوع ، بينما يلتقط الجينوم المرجعي كائنًا واحدًا.

حدد فريق البحث ما يقرب من 50000 جين في الجينوم الكامل للتفاح المستأنسة، بما في ذلك ما يقرب من 2000 جين لم تكن موجودة في الجينومات المرجعية المنشورة سابقًا لأنواع التفاح، وقد أثبتت هذه الجينات المفقودة أهميتها.

لأن الكثير منهم يحددون الخصائص الأكثر أهمية لمزارعي التفاح.

كما استخدموا أيضًا الحمض النووي الريبي المستخرج من مراحل مختلفة من فاكهة تفاح الجالا التجارية لتحديد الجينات المتعلقة بالرائحة والقوام.