Litchi freschi.
Radiosi e saporiti, i litchi erano così amati da essere addomesticati non solo una volta nei tempi antichi, ma indipendentemente in due diverse regioni della Cina, secondo uno studio.
Sono spinosi all'esterno, dolci all'interno e amati per i loro iconici gusci rosa e i frutti perlati e profumati. Negli Stati Uniti, potresti incontrarli come ingrediente saporito nel tè alle bolle, nel gelato o in un cocktail. Puoi anche sbucciarli e mangiarli freschi.
I litchi sono stati coltivati in Cina fin dai tempi antichi, con registrazioni di coltivazione risalenti a circa 2000 anni fa. I litchi freschi erano un oggetto di tale desiderio che durante la dinastia Tang, un imperatore istituì una staffetta a cavallo dedicata per consegnare i frutti alla corte imperiale dai raccolti effettuati nell'estremo sud.
Ora, gli scienziati hanno usato la genomica per scrutare ancora più a fondo la storia del litchi. E nel processo, hanno scoperto informazioni che potrebbero aiutare a plasmare anche il futuro della specie.
“Il litchi è un'importante coltura agricola tropicale nelle Sapindaceae (acero e ippocastano), ed è una delle colture da frutto economicamente più significative coltivate nell'Asia orientale, soprattutto per il reddito annuo degli agricoltori della Cina meridionale", afferma Jianguo Li, PhD, professore alla South China Agricultural University (SCAU) College of Horticulture e autore senior dello studio. “Sequenziando e analizzando le varietà di litchi selvatiche e coltivate, siamo stati in grado di tracciare l'origine e la storia dell'addomesticamento del litchi. Abbiamo dimostrato che cultivar a maturazione estremamente precoce e tardiva derivavano da eventi indipendenti di addomesticamento umano rispettivamente nello Yunnan e nell'Hainan".
Inoltre, "Abbiamo identificato una specifica variante genetica, un tratto cancellato di materiale genetico, che può essere sviluppato come un semplice marker biologico per lo screening di varietà di litchi con diversi tempi di fioritura, contribuendo in modo importante ai futuri programmi di allevamento", aggiunge Rui Xia, PhD, professore nello stesso collegio allo SCAU e altro autore senior della ricerca.
"Come un puzzle, stiamo mettendo insieme la storia di ciò che gli esseri umani hanno fatto con il litchi", afferma Victor Albert, PhD, biologo evoluzionista dell'Università di Buffalo, anche autore senior dello studio. "Queste sono le storie principali raccontate dalla nostra ricerca:le origini del litchi, l'idea che ci fossero due addomesticamenti separati e la scoperta di una delezione genetica che secondo noi fa fruttificare e fiorire varietà diverse in tempi diversi".
Lo studio sarà pubblicato oggi (3 gennaio 2022) su Nature Genetics . È stato guidato da SCAU in collaborazione con un grande team internazionale proveniente da Cina, Stati Uniti, Singapore, Francia e Canada.
Gli autori senior sono Rui Xia, Jianguo Li e Houbin Chen dello SCAU; Ray Ming dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign; e Victor Albert di UB. I primi autori sono Guibing Hu, Junting Feng, Chengming Liu e Zhenxian Wu dello SCAU; Xu Xiang dell'Accademia di Scienze Agrarie del Guangdong; Jiabao Wang dell'Accademia cinese di scienze agrarie tropicali; e Jarkko Salojärvi dell'Università tecnologica di Nanyang.
Un frutto così amato, è stato addomesticato più di una volta
Per condurre lo studio, gli scienziati hanno prodotto un "genoma di riferimento" di alta qualità per una popolare cultivar di litchi chiamata "Feizixiao" e hanno confrontato il suo DNA con quello di altre varietà selvatiche e d'allevamento. (Tutte le cultivar appartengono alla stessa specie, Litchi chinensis ).
La ricerca mostra che l'albero del litchi, Litchi chinensis , è stato probabilmente addomesticato più di una volta:i litchi selvatici sono originari dello Yunnan, nel sud-ovest della Cina, si sono diffusi a est e sud fino all'isola di Hainan e quindi sono stati addomesticati indipendentemente in ciascuna di queste due località, suggerisce l'analisi.
Nello Yunnan, le persone hanno iniziato a coltivare varietà a fioritura molto precoce e ad Hainan, varietà a fioritura tardiva che danno frutti nel corso dell'anno. Alla fine, l'incrocio tra cultivar di queste due regioni ha portato a ibridi, comprese varietà, come "Feizixiao", che rimangono estremamente popolari oggi.
La tempistica esatta di questi eventi è incerta. Ad esempio, lo studio suggerisce che una pietra miliare, la divisione evolutiva tra L. chinensis le popolazioni dello Yunnan e dell'Hainan, avvenute prima dell'addomesticamento, potrebbero essersi verificate circa 18.000 anni fa. Ma questa è solo una stima; altre soluzioni sono possibili. Tuttavia, l'analisi fornisce uno sguardo affascinante sulla storia evolutiva dei litchi e sul loro legame con gli esseri umani.
Quando fiorirà questo albero di litchi? Un semplice test genetico potrebbe dirlo
Lo studio non solo aggiunge nuovi capitoli alla storia del litchi; fornisce anche uno sguardo approfondito al tempo di fioritura, una caratteristica estremamente importante in agricoltura.
"I litchi a maturazione precoce rispetto a quelli a maturazione tardiva provenivano da luoghi diversi e sono stati addomesticati in modo indipendente", afferma Albert, PhD, Empire Innovation Professor of Biological Sciences presso l'UB College of Arts and Sciences. "Questa, di per sé, è una storia interessante, ma volevamo anche sapere cosa causa queste differenze:perché queste varietà fruttificano e fioriscono in momenti diversi?"
Confrontando il DNA di molte varietà di litchi, il team ha identificato una variante genetica che potrebbe essere utilizzata per creare un semplice test per identificare piante di litchi a fioritura precoce e tardiva.
La variante è una delezione, un pezzo di DNA mancante, che si trova vicino a due geni associati alla fioritura e può aiutare a controllare l'attività di uno o di entrambi.
Le cultivar dello Yunnan che fioriscono molto presto hanno la delezione, ereditandola da entrambi i genitori. Le varietà Hainan che maturano tardi non ce l'hanno affatto. E Feizixiao - un ibrido con quantità quasi uguali di DNA da ciascuna delle due popolazioni regionali - è "eterozigote" per la delezione, il che significa che ha solo una copia ereditata da un genitore. Questo ha senso, poiché Feizixiao fiorisce presto, ma non molto presto.
“Questo è molto utile per gli allevatori. Poiché il litchi è deperibile, i tempi di fioritura sono stati importanti per prolungare la stagione per la quale il litchi è disponibile nei mercati", afferma Albert.
Il sequenziamento del genoma del litchi è solo l'inizio
Il team di SCAU ha avviato lo studio sul genoma dei litchi come parte di un progetto più ampio che spera di ampliare notevolmente ciò che sappiamo sul DNA di importanti piante da fiore all'interno della stessa famiglia, Sapindaceae .
“Sapindaceae è una grande famiglia che comprende molte piante economicamente importanti”, afferma Xia. "Finora, solo pochi di loro, inclusi litchi, longan, rambutan, corno giallo e acero, hanno avuto il sequenziamento completo del loro genoma."
“Noi, il College of Horticulture dello SCAU, stiamo lavorando a un grande progetto collaborativo per sequenziare più Sapindaceae specie originarie della Cina e di importanza economica, come rambutan, sapindus (soapberries) e balloon vine, finalizzate a indagini genomiche comparative ampie e approfondite per Sapindaceae genomica”, aggiunge Xia. "I principali interessi di ricerca saranno la fioritura, il metabolismo secondario che porta a aromi e fragranze, lo sviluppo di fiori e frutti, tra gli altri."
Riferimento:"Due aplotipi divergenti da un genoma di litchi altamente eterozigoti suggeriscono eventi di addomesticamento indipendenti per cultivar a maturazione precoce e tardiva" di Guibing Hu, Junting Feng, Xu Xiang, Jiabao Wang, Jarkko Salojärvi, Chengming Liu, Zhenxian Wu, Jisen Zhang, Xinming Liang, Zide Jiang, Wei Liu, Liangxi Ou, Jiawei Li, Guangyi Fan, Yingxiao Mai, Chengjie Chen, Xingtan Zhang, Jiakun Zheng, Yanqing Zhang, Hongxiang Peng, Lixian Yao, Ching Man Wai, Xinping Luo, Jiaxin Fu, Haibao Tang , Tianying Lan, Biao Lai, Jinhua Sun, Yongzan Wei, Huanling Li, Jiezhen Chen, Xuming Huang, Qian Yan, Xin Liu, Leah K. McHale, William Rolling, Romain Guyot, David Sankoff, Chunfang Zheng, Victor A. Albert, Ray Ming, Houbin Chen, Rui Xia e Jianguo Li, 3 gennaio 2021, Genetica della natura .
DOI:10.1038/s41588-021-00971-3
