ژنوم کدو حلوایی رمزگشایی شد/این رمزگشایی نشان دهنده یک تاریخ تکامل غیر معمولی است

برای برخی، کدو تنبل در هالووین استفاده می شود، اما برای بسیاری از مردم در سراسر جهان، این میوه غذا محسوب می شود. دانشمندان در موسسه بویس تامپسون و مرکز تحقیقات مهندسی ملی سبزیجات در بیجینگ، ژنوم دو گونه کدو تنبل مهم را رمزگشایی کرده اند؛ کدوی تنبل و کدوی کژ گردن.

به گزارش ایانا از سایت "یورواکلرت"، این ژنوم تکمیل شده در شماره اکتبر مجله مولکول های گیاهی که این کار را بر روی جلد خود زده است ظاهر شده است.

ژانگجون فی، دانشیار در موسسه بویس تامپسون، دستیار دانشیار در رشته بیماری شناسی گیاهی در دانشگاه کورنل و نویسنده ارشد این مقاله می گوید: "کدو حلوایی در بسیاری از کشورهای درحال توسعه به عنوان غذای اصلی استفاده می شود و در سراسر جهان برای مصارف خوراکی و تزئینی کشت می شود". حدود دو سوم کدوحلوایی های دنیا، کدو مسما و کدو قلیایی، تنها در آسیا تولید می شود.

این پژوهشگران ژنوم دو گونه متفاوت کدو را رمزگشایی کردند تا صفات متضاد مطلوب آنها را بهتر بفهمند: کدو کژگردن برای مقاومت خود در مقابل بیماری و سایر فشارها مانند دمای هوای بسیار بالا معروف است، درحالیکه کدو تنبل به خاطر کیفیت میوه ای و غذایی آن شناخته شده است.

علاوه بر این، پیوند این دو گونه، که با نام شینتوزا شناخته شده است، حتی تحمل فشار بیشتری نسبت به کدو کژگردن را دارد و اغلب به عنوان پایه برای سایر محصولات کدویی مانند هندوانه، خیار و ملون استفاده می شود. پرورش دهندگان نهال کدو را از ریشه قطع می کنند و ساقه ی سایر کدوها را به آن متصل می کنند که به آنها ریشه های قوی و مقاوم برای رشد می دهد.

رمزگشایی از ژنوم، یک منبع مهم برای پژوهش های علمی بیشتر و کشت محصولات کدویی است. با تحلیل این ژنوم ها، پژوهشگران قادر خواهند بود تا ژن های بسیار مرتبط با صفات مطلوب کدو را شناسایی کنند و درک بهتری از ژنتیک های در پس فنوتیپ های شینتوزای پیوندی داشته باشند.

فی می گوید: "توالی ژنومی کدو که با کیفیت بالا انجام شد، منجر به تشریح کارامدتری از ژنتیک هایی می شود که در زیر صفات مهم زراعی قرار دارند و بنابراین موجب سرعت بخشیدن به فرایند کشت برای بهبود کدوها می شود".

در دنیای کدوها این کار به معنای پرورش سریع تر برای مقاومت دربرابر بیماری هایی چون پژمردگی قارچی یا کپک پودری است- لایه ی سفیدی که برگ های کدوها را می کشد یا میزان تولید کاروتنوئید (رنگدانه های نارنجی مرتبط با سلامت چشم) را افزایش می دهد.

درحالیکه هدف نهایی برای توالی ژنومی این است که بتوان ارتباط بین ژن های خاص و ویژگی هایی که آنها را کنترل می کند را پیدا کرد، نتیجه توالی ژنومی کدو حلوایی همچنین یک تاریخ تکاملی جالب را در رابطه با گونه های کدو نشان می دهد.

کدوها ژنومی بزرگ با ۲۰ جفت کروموزوم دارند؛ درمقایسه با کروموزوم ۱۱ جفتی هندوانه یا هفت جفتی خیار. این اولین سرنخی بود که سالها پیش در مورد ژنوم کدو حلوایی بدست آمد. این پژوهشگران با مقایسه توالی ژنومی کدو تنبل ها با سایر کدوها دریافتند که ژنوم کدو حلوایی در حقیقت ترکیبی از دو ژنوم باستانی است که آن را تبدیل به یک پالئوتتراپلوید می کند.

اگرچه امروزه کدو حلوایی به عنوان یک دیپلوید در نظر گرفته می شود، به این معنا که تنها دو نسخه از هر کروموزوم دارد، تحلیل های توالی ژنومی نشان داده است که بین ۲۰-۳ میلیون سال پیش دو گونه ی باستانی متفاوت ژنوم های خود را برای ایجاد یک آلوتتراپلوید- گونه های جدید با چهار نسخه از هر کروموزوم، از دو گونه ی متفاوت- ترکیب کردند.

به طور معمول بعد از شکل گرفتن آلوتتراپلوید، این ژنوم، کوچک شدن اندازه و از دست دادن ژن را تجربه خواهد کرد و در نهایت گونه های جدید را به دیپلوید تبدیل خواهد کرد. بعضی اوقات، برخی ژنوم های کمک کننده، برای حفظ ژن های بیشتر، بر دیگران تسلط می یابند، پدیده ای که در ذرت و کتان نیز مشاهده شده است.

جالب توجه است که برای کدو حلوایی اینگونه بود. کدوی آلوتتراپلوید باستانی ژن های دوبرابر شده خود را به طور تصادفی از هر دو دیپلوید مرتبط از دست داد. علاوه بر این، بیشتر کروموزوم های موروثی که سالم باقی ماندند، دو زیر ژنوم را که نمایانگر گونه های باستانی هستند و با پالئوتتراپلوید مرتبط هستند در کدوهای مدرن باقی گذاشتند.

شان وو، نویسنده اول این مقاله می گوید: "ما هیجان زده شدیم که فهمیدیم دو زیر ژنوم فعلی در کدو حلوایی ساختار کروموزومی دو گونه ی پیشگام را با وجود تقسیم یک هسته، برای حداقل سه میلیون سال به طور گسترده ای حفظ کرده است".

دفعه ی بعد که از یک کدو استفاده کردید لحظه ای در مورد مسیر جالب تکاملی آن تا به اینجا و اینکه چگونه پرورش یافته و اکنون با توالی ژنومی مسلح شده خود بهتر می تواند برای کمک به غذا رساندن به میلیون ها نفر در سراسر جهان بهبود یابد تامل کنید.

مترجم: بهاران پدرام