Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Genetisch onderzoek van bloemkool onthult zijn evolutionaire geschiedenis

Genomische relaties van 971 B. oleracea toetredingen. een , Clades en groepen, waaronder wilde en belangrijke ondersoorten van B. oleracea , samen met hun relaties, geïllustreerd met behulp van een fylogenetische boom. Verschillende kleuren vertegenwoordigen verschillende groepen als volgt:grijs, outgroup (B. rapa en B. nigra ); zwart, wild en wild type; cyaan, Chinese boerenkool; rood, koolrabi; donkergroene lacinato boerenkool; goud, boerenkool; geel, spruitjes; donkerblauw, savooiekool; roze, boerenkool; donker cyaan, kool; groen, broccoli; donkerpaarse, paarse bloemkool; magenta, ROM; blauw, ELMC, paars, LMC; oranje, EMC-1; bruin, EMC-2. Witte en grijze balken geven 5 cm aan. b , Resultaten van modelgebaseerde clustering wanneer K  = 3, 4 en 5. Rode stippellijnen geven drie categorieën aan zoals gelabeld:Curdless, Green-curd en White-curd. c , PCA-analyse gebaseerd op 1.564 4d-SNP's. d , Samenvatting van nucleotidediversiteit (π ) en bevolkingsdivergentie (F ST ) onder grote B. oleracea ondersoorten en elke bloemkoolgroep. e , LD-verval. Stippellijnen en gekleurde stippen geven de halve maximale afstand en de bijbehorende r aan 2 waarden, respectievelijk. Credit:Natuurgenetica (2024). DOI:10.1038/s41588-024-01744-4

Een team van plantenveredelingsspecialisten van het State Key Laboratory of Plantaardige Biobreeding van de Tianjin Academy of Agricultural Science en andere instellingen heeft via genetische analyse enkele van de veranderingen onthuld die bloemkool tijdens zijn evolutie heeft ondergaan.



In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Nature Genetics , beschrijft de groep hun studie van de plant en wat ze ervan hebben geleerd.

Bloemkool is een voedingsrijke groentesoort van de Brassicaceae-familie die over de hele wereld wordt geteeld. Er wordt aangenomen dat het meer dan tweeduizend jaar geleden door broccoliboeren in het Middellandse Zeegebied is ontstaan. De naam komt van het Italiaanse woord cavolfiore, wat 'koolbloem' betekent.

In de loop van de tijd hebben bloemkoolplanten veel veranderingen ondergaan, wat heeft geleid tot honderden moderne variëteiten, waarvan er alleen al in Noord-Amerika al 80 zijn. De groente staat bekend om zijn unieke kop van gekleurde ‘wrongel’. Bij deze nieuwe poging probeerde het onderzoeksteam meer te weten te komen over de evolutionaire geschiedenis van de plant door een genetische analyse van de plant uit te voeren.

In hun werk analyseerden de onderzoekers 971 bloemkoolgenomen en andere planten waarvan bekend is dat ze verwant zijn. Door dit te doen, produceerden ze wat zij omschrijven als een genomische variatiekaart waarvan zij suggereren dat deze kan dienen als een hoogwaardig referentiegenoom voor bloemkool. Ze ontdekten ook dat de plant afkomstig was van broccoli en dat de ontwikkeling ervan stapsgewijs verliep.

Ze vonden ook drie genen die volgens het team een ​​belangrijke rol spelen in de evolutionaire omschakeling van de plant op broccoli:CAULIFLOWER1 (CAL1), CAL2 en FRUITFULL (FUL2). De drie genen, zo ontdekten ze, spelen een belangrijke rol bij de vorming van de strakke kransen die de belangrijkste kenmerken zijn van de kopwrongel. Het onderzoeksteam vond ook negen andere genen die ze konden koppelen aan andere eigenschappen van de plant, en ook een zinkeiwit dat een belangrijke rol speelt bij het bepalen van de hoogte van de stengel.

Het onderzoeksteam sluit af met de suggestie dat hun onderzoek en bevindingen een rol kunnen spelen in toekomstige bloemkoolveredelingsprogramma's, wat kan leiden tot planten met meer voeding of die minder water of kunstmest gebruiken.

Meer informatie: Rui Chen et al, Genomische analyses onthullen de stapsgewijze domesticatie en het genetische mechanisme van de biogenese van wrongel in bloemkool, Nature Genetics (2024). DOI:10.1038/s41588-024-01744-4

Journaalinformatie: Natuurgenetica

© 2024 Science X Netwerk