Учёные впервые установили генетическую основу необычного механизма опыления авокадо, который более 100 лет оставался загадкой для ботаников и селекционеров.
Исследователи установили, что характерный график работы мужских и женских репродуктивных органов цветка определяется геном SDMYB и его различными вариантами.
Программа цветения
Цветки авокадо одновременно содержат мужские и женские репродуктивные органы, однако растение старается избежать самоопыления. Для этого используется механизм, известный как временная дихогамия: в разное время дня один и тот же цветок функционирует сначала как женский, принимая пыльцу, а затем как мужской, выделяя её.
При этом деревья авокадо делятся на два типа с противоположными программами цветения. У растений типа A цветки раскрываются утром как женские и позже становятся мужскими. У деревьев типа B порядок обратный. Это разделение повышает вероятность перекрёстного опыления между разными растениями.
Чтобы выяснить генетическую основу этого механизма, исследователи проанализировали геномы сотен деревьев авокадо и изучили активность их генов в разное время дня. Параллельно учёные проводили полевые наблюдения, фиксируя время раскрытия и закрытия тысяч цветков. Эти процессы чувствительны даже к небольшим изменениям температуры и освещения.
Ключевой ген
Анализ показал, что главную роль играет ген SDMYB, активность которого меняется в течение дня, подобно биологическим часам. У него есть два варианта — аллеля. Деревья типа A несут по одной копии каждого варианта, тогда как растения типа B имеют две копии рецессивного аллеля.
По оценкам авторов исследования, соответствующий генетический механизм сформировался более 42 миллионов лет назад.
Обнаруженные маркеры могут значительно ускорить селекцию авокадо. Ранее, чтобы определить, относится ли молодой саженец к типу A или B, это было возможно только после начала цветения, которого у авокадо иногда приходится ждать 10–15 лет.
Это особенно важно для коммерческих садов. Например, в Калифорнии около 10% плантаций могут быть заняты деревьями типа B, используемыми в основном как опылители для растений типа A. В то же время самый р