Геном кофейного дерева прочитан международной группой исследователей - Гранит науки - 2014-09-22

В статье, которая была опубликована журналом Science на прошлой неделе, представлен геном вида Coffea canephora, более известного как робуста. Длина прочитанной последовательности ДНК составляет 568,6 миллиона баз оснований. Coffea canephora - диплоидное, то есть несущее двойной хромосомный набор растение, полученное в результате гибридизации с другим видом, C. eugenioides, а из него при следующем удвоении генома получилось тетраплоидное растение Coffea arabica, поясняет Genome Web. Сравнительный геномный анализ с такими видами кофеинпродуцирующих растений как какао и чай, а также другими двудольными растениями позволил ученым выявить у робусты большую и специфическую группу генов, ответственных за синтез бодрящего алкалоида. Как установили авторы, эволюция семейства «кофеиновых генов» шла у разных линий кофеинсодержащих растений параллельно. Особенности генома кофейного дерева, как предполагают ученые, позволят создать сорта с разным уровнем кофеина, а также ароматом зерен. Кроме того, геномная информация позволит защитить растение от неблагоприятных факторов внешней среды и специфических заболеваний. К последним относится грибная инфекция - кофейная ржавчина. А среди средовых факторов в первую очередь отмечают климатический: арабика, например, растет только в определенном температурном диапазоне. С повышение температуры фермеры вынуждены производить посадки в более высокогорных районах, таким образом, площадь кофейных плантаций постепенно сокращается.

При анализе генома кофейного дерева было установлено, что гены, участвующие в синтезе кофеина и кодирующие ферменты N-метилтрансферазы, у кофе представляют собой под-семейство, отделившееся от общей линии кофеиновых генов какао и чая, что, по мнению авторов, указывает на множественные и независимые адаптации для продукции кофеина у цветковых растений. Причем, хотя «кофеиновые гены» кофейного дерева и чайного куста отличаются, как поясняет один из авторов, Виктор Альберт (Victor Albert) из Университета Баффало (University of Buffalo), оба растения «используют одну и ту же большую подгруппу ферментов, а эволюция биосинтеза кофеина шла у них совершенно независимо от других подрупп N-метилтрансферазных генов». Семейство ферментов N-метилтрансфераз отвечает не только за продукцию кофеина, но также обеспечивает естественную защиту растения от инфекций и участвует в синтезе ферментов, необходимых для производства других алкалоидов, а также флавоноидов. В расшифровке кофейного генома были применены различные подходы, основное секвенирование было проведено в французском национальном центре Genoscope. В настоящее время та же франко-американская группа ведет работу по прочтению генома кофе арабика. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».