Группа ученых из Института Бойса Томпсона Корнеллского университета и Шанхайского педагогического университета опубликовала работу, где содержится полная геномная последовательность шпината.
Огородный шпинат (Spinacia oleracea) был введен в культуру в древней Персии, откуда проник в Индию, а затем в Китай, где его до сих пор называют «персидским овощем». В 827 году арабы завезли шпинат на Сицилию. В X веке растение упоминают в трактатах три арабских автора: Аль-Рази, Ибн-Вашийа и Кустус Аль-Руми. Шпинат стал популярным овощем в арабском Средиземноморье, был занесен мусульманами в Испанию в последней четверти XII века. Его называли «раис аль-букул» - «полководец зелени». В Англию и Францию шпинат попал из Испании в XIV веке, в Германии с XIII века форма шпината с заостренными семенами, гладкосемянные растения появляются не ранее 1552 года. Шпинат заслужил любовь европейских крестьян, так как давал листья уже в начале весны, когда другая зелень была труднодоступна.
Сейчас шпинат служит листовым овощем, богатым источником каротиноидов, фолиевой кислоты, витамина С, кальция и железа. Его листья обычно едят в салатах, в свежем, вареном или тушеном виде, а также используют как ингредиент мясных блюдах. Шпинат культивируется в более чем 60 странах, лидерами среди которых являются Китай, где выращивается более 80 % мирового урожая шпината, и США. Популярность шпината растет, за последние сорок лет его производство увеличилось почти в десять раз.
Полученные при прочтении генома шпината данные можно будет использовать для улучшения его качеств и для обеспечения устойчивости растения к болезням. Помимо прочтения собственно генома ученые также секвенировали транскриптомы шпината – синтезируемые на основе его ДНК молекулы матричных и прочих РНК, служащие непосредственно для управления синтезом белков.
При работе использовался китайский сорт культурного шпината Sp75. «Геном шпината содержит 25495 белок-кодирующих генов и имеет высокую повторяемость, причем 74,4% его содержит транспонируемые элементы», – говорит один из ведущих авторов исследования Чжанцзюнь Фэй. Ученые уже наметили гены – кандидаты, которые могут быть связаны с устойчивостью растения к опасному заболеванию – ложномучнистой росе, которыю вызывают патогенные оомицеты из семейства Peronosporaceae. После окончательного подтверждения этих свойств, нужные гены можно будет быстро перенести в другие сорта шпината.
Авторы работы отмечают, что различия между геномом культурного шпината и его дикими родственниками не столь значительны по сравнению с такими растениями, как томаты и огурцы. Однако они определили участки генома, которые претерпели изменения в процессе окультуривания растения. Они связаны с выходом в стрелку, длиной стебля, количеством листьев и другими признаками.
Исследование было опубликовано в онлайн-издании журнала Nature Communications.
