Gener som ger större frukter hos tomat och aubergin identifierade

Storskaliga jämförelser av genomsekvenser från nära besläktade arter gör det möjligt att spåra gener som styr viktiga förädlingsegenskaper i de olika arterna. Det underlättar riktad förädling av specifika egenskaper, även i lokalt odlade arter som inte tidigare förädlats i någon större utsträckning. Med ökad information om genfunktion kan man med hjälp av genomredigering justera egenskaper som idag begränsar odlingen. På så vis kan arsenalen av grödor som är odlingsvärda globalt breddas.

Jämförelse av Solanum-arter

I en studie publicerad i Nature, har forskare jämfört genomsekvenserna för tjugotvå olika arter i släktet Solanum, dit tomat, potatis och aubergine hör, bland annat tretton lokala arter, däribland afrikansk aubergin. På så vis har man byggt ett så kallat pan-genom för de här arterna.

Från den här storskaliga jämförelsen kunde man se att omkring sextio procent av generna var gemensamma och man kunde spåra storskaliga omstruktureringar och förflyttningar av gener som inträffat över tid i genomen hos de olika arterna. Man kunde se att tusentals duplikationer av gener ägt rum, särskilt i gener som varit viktiga för domesticering.

Efter en duplikation är det vanligt att en av kopiorna dominerar och den andra fortsätter utvecklas och får nya genuttryck och funktioner, eller ackumulerar mutationer och blir icke-funktionell.

Den här komplexiteten innebär att motsvarande gener även i relativt nära besläktade arter inte nödvändigtvis har samma funktion. Det gör det komplicerat att översätta kunskaper om genfunktion från en art till en annan. Men, med den ökade kunskapen och möjligheten att spåra geners och genoms evolutionshistoria i ett pan-genom, kan förutsägbarheten öka.

Hittade gen kopplad till fruktstorlek

Afrikansk aubergin odlas på stora arealer i Afrika och i Brasilien, men den har inte genomgått mycket förädling. Här finns möjligheter för ökad avkastning med hjälp av riktad förädling.

Forskarna studerade olika varianter av afrikansk aubergin närmare, både med avseende på genomsekvens och fenotyp. Det var tydligt att fruktstorleken varierade stort, och man kunde man identifiera en specifik gen där olika genvarianter kunde kopplas ihop med olika antal frökammare i frukten. När man genomredigerade motsvarande gen hos tomat resulterade det i frukter med flera inre frökammare, och därmed större frukter.

Forskning har bedrivits under många år på tomat och man har därför relativt god kunskap om vilka gener som styr olika egenskaper. Med pan-genomet kan den kunskapen användas för att på ett mer effektivt sätt också förstå hur motsvarande egenskaper regleras hos till exempel afrikansk aubergin. Samtidigt visar studien att också det motsatta gäller – nyligen identifierade geners funktion hos afrikansk aubergin kan ge information som gynnar tomatforskning och förädling.