_ Poliploidia în legume: explorarea geneticii pentru evoluția culturilor și succesul înmulțirii

O echipă de cercetare a elucidat rolul poliploidiei în evoluția și ameliorarea culturilor de legume, utilizând tehnologii avansate de secvențiere pentru a diseca nuanțele genetice și epigenetice ale poliploidelor. Descoperirile lor subliniază contribuția critică a poliploidiei la diversitatea și adaptabilitatea plantelor, aruncând lumină asupra „misterului abominabil al lui Darwin” al expansiunii angiospermei.

Evidențiind potențialul poliploidiei de a îmbunătăți randamentul și calitățile culturilor, revizuirea susține aplicarea acesteia în creșterea legumelor pentru beneficii economice și dietetice. În ciuda progreselor înregistrate în secvențierea și analiza multi-omică, provocările persistă, inclusiv înțelegerea impactului cuprinzător al poliploidizării și utilizarea tehnologiei pentru culturi non-model.

Studiul solicită o cercetare sporită asupra culturilor minore de legume, subliniind importanța poliploidia pentru a face față provocărilor globale de securitate alimentară și a promova o dietă sănătoasă pe fondul preocupărilor crescânde pentru sănătate față de alimentele bogate în calorii.

Legumele, esențiale pentru sănătatea umană și din ce în ce mai importante din punct de vedere economic, sunt adesea poliploide, care contribuie la organul lor mai mare. dimensiune și adaptabilitate sporită la mediu. Această trăsătură, răspândită în culturile cheie precum grâul și bumbacul, oferă avantaje semnificative pentru reproducere, inclusiv arome unice și adaptare mai largă.

Utilizarea tehnologiilor avansate de secvențiere ne-a îmbunătățit considerabil înțelegerea genomicii legumelor, în special a poliploidelor, permițând investigații detaliate asupra istoriei lor evolutive și a diversității genetice.

În ciuda acestor progrese, provocările persistă în asamblarea cu acuratețe a genomilor complexi ai poliploidelor datorită asemănării lor secvențe, împiedicând cunoștințele moleculare mai profunde. Peisajul actual al cercetării este gata să exploreze în continuare avantajele fenotipice și mecanismele moleculare ale poliploidelor pentru a dezlega complexitatea genomului lor, promovând astfel inovarea germoplasmei vegetale și utilizarea reproducerii.

Un studiu publicat în Vegetable Research oferă o informație cuprinzătoare. Prezentare generală a cercetării asupra poliploidelor vegetale, facilitată de secvențierea cu randament ridicat, care ne îmbunătățește înțelegerea evoluției plantelor și ajută la reproducerea eficientă a legumelor prin poliploidie.

Secvențierea genomică a revoluționat înțelegerea evoluției legumelor prin descoperirea întregului vechi. evenimente de duplicare a genomului (WGD), esențiale pentru domesticirea și reproducerea culturilor.

Prin ansambluri de genom de înaltă calitate, cercetătorii au cartografiat regiunile omoloage conservate și au identificat gene ortologe din speciile Cucumis, dezvăluind vechea tetraploidizare comună a cucurbitelor ( CCT), care este critic pentru divergența plantelor Cucurbitaceae.

În ciuda acestui fapt, multe culturi de Cucurbitaceae rețin informații genetice de la progenitorii lor diploizi, afișând o stabilitate genetică neobișnuită în evoluția poliploidă. Studiul verzei chinezești și Allium sativum a evidențiat și mai mult modul în care evenimentele WGD contribuie la extinderea și diversificarea genomului.

Poliploizii au genomi complexe care fac asamblarea lor dificilă datorită limitărilor secvențierii. Progresele recente în secvențierea cu citire lungă au îmbunătățit capacitatea de a analiza genomii poliploizi, dezvăluind variante structurale și facilitând asamblarea genomilor complecși, cum ar fi cartofii tetraploizi.

Alopoliploidia apare din fuziunea unor genomuri distincte și are ca rezultat schimbări notabile. în structura și expresia genelor. Aceste modificări sunt stabilizate treptat prin diploidizare, ceea ce facilitează adaptarea speciilor la noi medii.

Această analiză subliniază potențialul poliploidiei în creșterea diversității și adaptabilității culturilor, esențiale pentru abordarea securității alimentare globale. Analizele genomice comparative au arătat soarte diferite ale subgenomurilor poliploide, unele devenind dominante, afectând expresia genelor și valoarea agricolă.

Analizele multiomice integrate permit acum o creștere eficientă a culturilor, oferind perspective asupra fenotipurilor complexe ale poliploidelor. legume și deschizând calea pentru îmbunătățirea germoplasmei prin poliploidie.

Conform cercetătorului principal al studiului, prof. Xiaqing Yu, „Această recenzie rezumă progresul cercetării în poliploidele vegetale determinate de tehnologia de secvențiere și studiile ulterioare care stau la baza importante trăsături și gene, care vor promova în continuare inovarea germoplasmei și utilizarea reproducerii prin poliploidie în legume.”

Această lucrare subliniază necesitatea unor cercetări suplimentare, în special în culturile de legume non-model, pentru a valorifica poliploidia pentru inovarea agricolă și pentru a satisface cerințele securității alimentare globale și sănătății dietetice.

Acest lucru necesită tehnologii avansate mai accesibile și un accent mai mare pe diversificarea germoplasmei vegetale pentru o dietă mai sănătoasă, arătând către o direcție promițătoare pentru ameliorarea culturilor pe bază de poliploidie. ajutat de inteligența artificială.

(Fluierul)