Gli Shiikuwasha hanno un importante valore commerciale ad Okinawa e vengono utilizzati per creare molti prodotti diversi. All'interno di Okinawa, Oogimi e Katsuyama sono la più grande area di produzione di agrumi di Okinawa. Questa immagine mostra i prodotti di Katsuyama. Credito:Katsuyama Shiikuwasha Co., Ltd.
- Gli agrumi della famiglia dei mandarini hanno un importante valore commerciale, ma il modo in cui la loro diversità è nata è stato un mistero
- I ricercatori hanno analizzato i genomi delle varietà dell'Asia orientale e hanno trovato un secondo centro di diversità nelle isole Ryukyu insieme al centro precedentemente noto nelle montagne della Cina meridionale
- Hanno scoperto una nuova specie di agrumi originaria di Okinawa, nata circa due milioni di anni fa, quando l'arcipelago delle Ryukyu si staccò dall'Asia continentale
- Altri agrumi di Okinawa e del Giappone continentale, tra cui shiikuwasha e tachibana, sono ibridi di questa specie selvatica scoperta di recente con diverse varietà dell'Asia continentale
- Questa ricerca potrebbe avere implicazioni commerciali e aprire il potenziale per creare ulteriori ibridi con tratti favorevoli
Gli agrumi della famiglia dei mandarini sono apprezzati in tutto il mondo per le loro caratteristiche gustose e salutari. In Giappone, il minuscolo shiikuwasha e il tachibana ornamentale rivestono un'importanza culturale e storica speciale. Tuttavia, l'origine di queste due varietà, e di altri agrumi dell'Asia orientale, è sempre stata un mistero, fino ad ora.
In un nuovo studio, pubblicato su Nature Communications , scienziati dell'Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) e collaboratori di altri istituti, hanno analizzato 69 genomi della famiglia dei mandarini dell'Asia orientale, insieme ai loro parenti dell'Asia continentale, per rivelare una storia ad ampio raggio di isolamento, a lungo viaggi a distanza e ibridazione.
Gli Shiikuwasha hanno un importante valore commerciale ad Okinawa e vengono utilizzati per creare molti prodotti diversi. All'interno di Okinawa, Oogimi e Katsuyama sono la più grande area di produzione di agrumi di Okinawa. Questa immagine mostra i prodotti di Oogimi. Credito:Hidekazu Sumi
La storia inizia nella provincia di Hunan, nel sud della Cina, che è il centro della diversità dei mandarini selvatici e la fonte genetica dei mandarini più famosi. Quando gli scienziati hanno riesaminato i dati genomici precedentemente pubblicati, hanno scoperto inaspettatamente che i mandarini selvatici di questa regione montuosa sono divisi in due sottospecie.
"Abbiamo scoperto che una di queste sottospecie di mandarino può produrre prole geneticamente identica alla madre", ha affermato il dottor Guohong Albert Wu, collaboratore di ricerca presso il Lawrence Berkeley National Laboratory in California. “Come molte altre piante, gli agrumi selvatici si riproducono tipicamente quando il polline del padre si combina con l'uovo della madre, mescolando nel seme i geni di entrambi i genitori. Ma abbiamo trovato una sottospecie di mandarini selvatici di Mangshan, nel sud della Cina, dove il seme contiene una copia identica del DNA della madre senza alcun input da parte di un padre. Quindi, il seme cresce fino a diventare un clone dell'albero madre."
Un fiore shiikuwasha fotografato a Ōgimi, Okinawa. I ricercatori hanno scoperto che questa famosa pianta è sia un ibrido che un clone. Credito:Dr. Chikatoshi Sugimoto
Tornati a Okinawa, i ricercatori hanno esaminato più attentamente uno strano agrume simile a shiikuwasha che produce piccoli frutti acidi ed era stato ignorato dagli agricoltori locali poiché ha scarso valore commerciale. Con loro sorpresa, hanno scoperto che questo strano agrume rappresentava una specie precedentemente non descritta, che hanno chiamato mandarino Ryukyu o, più formalmente, Citrus ryukyuensis . E contrariamente al noto shiikuwasha, che si riproduce clonalmente (come la sottospecie di Mangshan), la nuova specie si riproduce sempre sessualmente.
Sorprendentemente, i ricercatori hanno scoperto che tutti gli shiikuwasha sono ibridi di un tipo molto specifico:un genitore proviene dalla specie locale di Ryukyuan e l'altro dall'Asia continentale. Sorprendentemente, tutti gli shiikuwasha hanno lo stesso genitore mandarino continentale, il che significa che tutti gli shiikuwasha sono fratellastri.
Hanno concluso che decine di migliaia di anni fa un mandarino dell'Asia continentale è stato trasportato, da persone o con metodi naturali, nella terra che sarebbe diventata le isole Ryukyu. Lì si è accoppiato con l'agrume nativo Ryukyu. I ricercatori hanno fatto risalire l'ascendenza di questo mandarino dell'Asia continentale a Mangshan, dove ha acquisito la capacità di riprodursi in modo asessuato. Questa capacità è stata trasmessa ai suoi figli.
Pertanto, tutte le varietà di shiikuwasha che si trovano oggi nei mercati di Okinawa discendono da questo accoppiamento e si riproducono in modo asessuato, consentendo la propagazione di generazione in generazione di varietà stabili come la shiikuwasha dorata.
E che dire del tachibana e delle altre varianti del mandarino dell'Asia orientale?
"Sono tutti ibridi!" ha spiegato il dottor Chikatoshi Sugimoto, borsista post-dottorato presso l'Unità di genetica molecolare dell'OIST. "Il lignaggio tachibana sembra anche discendere dalla specie Ryukyu appena descritta e da un altro mandarino dalla Cina, ma il suo luogo di nascita era probabilmente quello che oggi è il Giappone continentale."
Dopo aver visto il modello genetico in shiikuwasha e tachibana, i ricercatori hanno anche riconosciuto un'altra famiglia di fratellastri comprendente vari tipi tradizionali di Ryukyuan:oto, kabuchii, tarogayo e altri agrumi senza nome. Questa famiglia, che i ricercatori hanno chiamato "yukunibu" (agrumi aspri nella lingua nativa di Okinawa), è molto più giovane di shiikuwasha e tachibana. È sorto quando il famoso kunenbo - anche il padre dei mandarini satsuma - si è ibridato con il mandarino nativo Ryukyu. Kunenbo fu portato a Okinawa dall'Indocina circa 4-500 anni fa dal commercio marittimo. Come i genitori della terraferma di shiikuwasha e tachibana, è stato anche in grado di clonarsi per seme, a causa della sua lontana discendenza Mangshan, e ha trasmesso questa caratteristica ai suoi figli.
"È affascinante chiarire la storia della diversificazione del mandarino e la sua relazione con la biogeografia della regione", ha concluso il prof. Dan Rokhsar, ricercatore principale dell'Unità di genetica molecolare dell'OIST. “Ma potrebbe anche avere un valore commerciale. Quali altri possibili tipi ibridi ci sono? Potremmo creare nuovi ibridi che siano più resistenti alle malattie o alla siccità o abbiano altre caratteristiche desiderabili? Guardando al passato, possiamo creare ogni sorta di possibilità per il futuro."
Riferimento:"Diversification of mandarin citrus by hybrid speciation and apomixis" di Guohong Albert Wu, Chikatoshi Sugimoto, Hideyasu Kinjo, Chika Azama, Fumimasa Mitsube, Manuel Talon, Frederick G. Gmitter Jr. e Daniel S. Rokhsar, 26 luglio 2021, Comunicazioni sulla natura .
DOI:10.1038/s41467-021-24653-0
Per svelare questa diversità, i ricercatori hanno lavorato a stretto contatto con l'industria e le persone di Okinawa, tra cui il Centro di ricerca agricola della prefettura di Okinawa, la filiale di Nago, Katsuyama Shiikuwasha e l'agricoltore locale, Hiroshi Kobashigawa.
