Świeże liczi.
Promienne i aromatyczne liczi były tak uwielbiane, że zostały udomowione nie tylko raz w czasach starożytnych, ale niezależnie w dwóch różnych regionach Chin, jak wynika z badań.
Są kłujące na zewnątrz, słodkie w środku i uwielbiane za kultowe różowe muszle i perłowe, pachnące owoce. W USA można je spotkać jako aromatyczny składnik herbaty bąbelkowej, lodów lub koktajlu. Możesz je również obrać i zjeść na świeżo.
Liczi uprawiano w Chinach od czasów starożytnych, a zapisy dotyczące uprawy sięgają około 2000 lat. Świeże liczi były obiektem takiego pożądania, że w czasach dynastii Tang jeden cesarz ustanowił oddaną sztafę konną, aby dostarczać na cesarski dwór owoce ze zbiorów zebranych daleko na południu.
Teraz naukowcy wykorzystali genomikę, aby jeszcze głębiej zajrzeć w historię liczi. W trakcie tego procesu odkryli spostrzeżenia, które mogą również pomóc w kształtowaniu przyszłości gatunku.
„Liczi to ważna tropikalna uprawa rolnicza w Sapindaceae (klon i kasztanowiec) i jest to jedna z najbardziej znaczących ekonomicznie roślin owocowych uprawianych we wschodniej Azji, zwłaszcza jeśli chodzi o roczne dochody rolników w południowych Chinach” – mówi dr Jianguo Li, profesor na Południowochińskim Uniwersytecie Rolniczym (SCAU) College of Horticulture i starszy autor badania. „Dzięki sekwencjonowaniu i analizowaniu dzikich i uprawnych odmian liczi byliśmy w stanie prześledzić pochodzenie i historię udomowienia liczi. Wykazaliśmy, że odmiany bardzo wcześnie i późno dojrzewające wywodzą się z niezależnych wydarzeń udomowienia człowieka odpowiednio w Yunnan i Hainan”.
Ponadto „zidentyfikowaliśmy konkretny wariant genetyczny, usunięty odcinek materiału genetycznego, który można opracować jako prosty marker biologiczny do badań przesiewowych odmian liczi o różnym czasie kwitnienia, co ma istotny wkład w przyszłe programy hodowlane” – dodaje dr Rui Xia. profesor na tej samej uczelni w SCAU i inny starszy autor badań.
„Jak zagadkę układamy razem historię tego, co ludzie zrobili z liczi” – mówi dr Victor Albert, biolog ewolucyjny z Uniwersytetu w Buffalo, również starszy autor badania. „Oto główne historie, które opowiadają nasze badania:pochodzenie liczi, pomysł, że istniały dwa oddzielne udomowienia oraz odkrycie delecji genetycznej, która naszym zdaniem powoduje, że różne odmiany owocują i kwitną w różnym czasie”.
Badanie zostanie opublikowane dzisiaj (3 stycznia 2022 r.) w Nature Genetics . Projekt był prowadzony przez SCAU we współpracy z dużym międzynarodowym zespołem z Chin, USA, Singapuru, Francji i Kanady.
Starszymi autorami są Rui Xia, Jianguo Li i Houbin Chen z SCAU; Ray Ming z Uniwersytetu Illinois w Urbana-Champaign; i Victor Albert z UB. Pierwszymi autorami są Guibing Hu, Junting Feng, Chengming Liu i Zhenxian Wu z SCAU; Xu Xiang z Akademii Nauk Rolniczych w Guangdong; Jiabao Wang z Chińskiej Akademii Tropikalnych Nauk Rolniczych; i Jarkko Salojärvi z Politechniki Nanyang.
Owoc tak ukochany, że został udomowiony nie raz
Aby przeprowadzić badanie, naukowcy stworzyli wysokiej jakości „genom referencyjny” dla popularnej odmiany liczi o nazwie „Feizixiao” i porównali jej DNA z DNA innych dzikich i hodowlanych odmian. (Wszystkie odmiany należą do tego samego gatunku, Litchi chinensis ).
Z badań wynika, że drzewo liczi Litchi chinensis , prawdopodobnie zostało udomowione więcej niż raz:dzikie liczi pochodziły z Yunnan w południowo-zachodnich Chinach, rozprzestrzeniły się na wschód i południe do wyspy Hainan, a następnie zostały udomowione niezależnie w każdej z tych dwóch lokalizacji, jak sugeruje analiza.
W Yunnanie zaczęto uprawiać odmiany bardzo wcześnie kwitnące, a w Hainan odmiany późno kwitnące, które owocują później w ciągu roku. W końcu krzyżowanie się odmian z tych dwóch regionów doprowadziło do powstania hybryd, w tym odmian, takich jak „Feizixiao”, które są dziś niezwykle popularne.
Dokładny czas tych wydarzeń jest niepewny. Na przykład badanie sugeruje, że jednym z kamieni milowych jest ewolucyjny podział między L. chińskie populacje w Yunnan i Hainan, które miały miejsce przed udomowieniem, mogły wystąpić około 18 000 lat temu. Ale to tylko szacunek; możliwe są inne rozwiązania. Mimo to analiza dostarcza fascynującego spojrzenia na ewolucyjną historię liczi i ich związek z ludźmi.
Kiedy zakwitnie to drzewo liczi? Prosty test genetyczny może powiedzieć
Badanie nie tylko dodaje nowe rozdziały do historii liczi; zapewnia również dogłębne spojrzenie na czas kwitnienia, niezwykle ważną cechę w rolnictwie.
„Wcześnie dojrzewające liczi kontra późno dojrzewające liczi pochodziły z różnych miejsc i były udomowione niezależnie” – mówi dr Albert, profesor Empire Innovation Sciences of Biological Sciences w UB College of Arts and Sciences. „To samo w sobie jest ciekawą historią, ale chcieliśmy również dowiedzieć się, co powoduje te różnice:dlaczego te odmiany owocują i kwitną w różnym czasie?”
Porównując DNA wielu odmian liczi, zespół zidentyfikował wariant genetyczny, który można wykorzystać do stworzenia prostego testu do identyfikacji roślin liczi o wczesnym i późnym kwitnieniu.
Wariant to delecja — fragment brakującego DNA — który znajduje się w pobliżu dwóch genów związanych z kwitnieniem i może pomóc kontrolować aktywność jednego lub obu z nich.
Odmiany Yunnan, które kwitną bardzo wcześnie, mają delecję, dziedzicząc ją po obojgu rodzicach. Odmiany Hainan, które dojrzewają późno, w ogóle go nie mają. A Feizixiao — hybryda z prawie równymi ilościami DNA z każdej z dwóch regionalnych populacji — jest „heterozygotyczna” pod względem delecji, co oznacza, że ma tylko jedną kopię odziedziczoną od jednego rodzica. Ma to sens, ponieważ Feizixiao kwitnie wcześnie, ale nie bardzo wcześnie.
„To bardzo przydatne dla hodowców. Ponieważ liczi łatwo się psuje, czas kwitnienia był ważny dla wydłużenia sezonu, w którym liczi jest dostępne na rynkach” – mówi Albert.
Sekwencjonowanie genomu liczi to dopiero początek
Zespół SCAU zainicjował badanie genomu liczi w ramach większego projektu, który ma nadzieję znacznie poszerzyć naszą wiedzę o DNA ważnych roślin kwiatowych z tej samej rodziny, Sapindaceae .
„Sapindaceae to duża rodzina, która obejmuje wiele ważnych gospodarczo roślin” – mówi Xia. „Do tej pory tylko kilka z nich, w tym liczi, longan, rambutan, yellowhorn i klon, zsekwencjonowano pełne genomy”.
„My, College of Horticulture w SCAU, pracujemy nad dużym wspólnym projektem sekwencjonowania większej liczby Sapindaceae gatunki pochodzące z Chin i mające znaczenie gospodarcze, takie jak rambutan, sapindus (mydlane jagody) i winorośl balonowa, mające na celu szerokie i dokładne badania porównawcze genomiki Sapindaceae genomika” – dodaje Xia. „Głównymi zainteresowaniami badawczymi będą między innymi kwitnienie, metabolizm wtórny prowadzący do smaków i zapachów, rozwój kwiatów i owoców”.
Odniesienie:„Dwa rozbieżne haplotypy z wysoce heterozygotycznego genomu liczi sugerują niezależne zdarzenia udomowienia dla odmian wczesnych i późno dojrzewających” autorstwa 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 Tang, Haibao , 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 i Jianguo Li, 3 stycznia 2021 r., Nature Genetics .
DOI:10.1038/s41588-021-00971-3
