Научный взгляд: анализ генома позволит улучшить качество яблок

В роде Malus насчитывается около 35 видов. В данном исследовании ученым удалось глубоко изучить геномы Malus, создать генеалогическое древо яблонь, задокументировать такие события, как дупликации всего генома и гибридизации между видами.

В ходе исследования были секвенированы и собраны геномы 30 представителей рода, включая сорт яблони Golden Delicious. Из 30 видов 20 являются диплоидными, то есть имеют две копии каждой хромосомы, и 10 являются полиплоидными, имеющими три или четыре копии каждой хромосомы.

Сравнив последовательность почти 1 тыс. генов каждого вида, исследователи построили генеалогическое древо рода, а затем с помощью биогеографического анализа проследили его происхождение примерно на 56 млн лет назад в Азии.

Эволюционная история рода довольно сложна, но наличие высококачественных геномов для большого количества видов в роде и понимание взаимоотношений между ними позволило понять, как эволюционировал род.

Для дальнейшего анализа истории и эволюции Malus исследователи проанализировали 30 секвенированных геномов в аналитическом подходе (пангеномный анализ), который включал всестороннее сравнение общих, или консервативных, генов, и других последовательностей, таких как транспозоны, а также генов, которые присутствуют только в подмножествах геномов.

Пангеномный анализ 30 видов оказался эффективным инструментом для обнаружения структурных вариаций, дупликаций и перестроек генов, а также позволил точно определить сегмент генома, связанный с устойчивостью к возбудителю парши яблони, который поражает яблоки по всему миру.

Используя данный метод, ученые идентифицировали область генома, отвечающую за устойчивость к холоду и болезням у диких видов Malus, которая также может быть связана с неприятным вкусом плодов.

Понимание структурных вариаций в геномах Malus, взаимосвязей между видами и истории их гибридизации с использованием пангеномного анализа может помочь выявить сорта яблонь, где полезные качества, хороший вкус и устойчивость к болезням будут сочетаться одновременно.

Получение высокого урожая яблок хорошего качества невозможно без здорового посадочного материала, свободного от возбудителей болезней. Аккредитованные лаборатории Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзор) проводят исследования саженцев и другой подкарантинной продукции на наличие особо опасных патогенов растений.

Источник: Wei Li et al, Pan-genome analysis reveals the evolution and diversity of Malus, Nature Genetics (2025). DOI: 10.1038/s41588-025-02166-6