В Международный день ДНК 25 апреля ученые Китайского университета Гонконга объявили о завершении полной расшифровки генома гонконгской баугинии (Bauhinia x blakeana Dunn). Это декоративное орхидейное дерево, известное своими крупными пурпурными цветами, стало официальным символом Гонконга — его изображение украшает флаг, герб и местную валюту.
Результаты исследования опубликованы в журнале GigaScience. Работа длилась десять лет и завершилась созданием полной непрерывной карты ДНК растения. Ученым удалось впервые получить так называемую сборку T2T (telomere-to-telomere) — последовательность, охватывающую весь геном без пропусков, от одной теломеры хромосомы до другой.
Эта работа имеет не только научное значение, но и культурную ценность. Гонконгскую баугинию обнаружил в конце XIX века французский садовод Жан-Мари Делавэй на острове Гонконг. Растение оказалось полностью стерильным и размножается исключительно черенками, что долгое время оставляло его происхождение загадкой.
В 2015 году с помощью краудфандинга был запущен проект «Геном баугинии», и ученые начали секвенировать транскриптомы (активные участки ДНК) трех ключевых видов. В 2019 году команда перешла к полному секвенированию геномов, используя самые современные технологии второго и третьего поколений. Такой комбинированный подход позволил собрать черновые версии геномов гонконгской баугинии и ее предполагаемых родительских видов в масштабе целых хромосом.
После расшифровки первого человеческого генома T2T в 2023 году биологи из Национального университета Сингапура усовершенствовали сборку, применив новые алгоритмы. В итоге получена полная версия генома без пробелов — 28 хромосом, по 14 от каждого родителя. Это подтвердило, что гонконгская баугиния — результат единственного события гибридизации, в котором соединились гены двух видов.
Отцовским видом оказалась Bauhinia variegata, а материнским — Bauhinia purpurea, несмотря на то, что их эволюционные пути разошлись больше 13,4 млн лет назад. Дополнительно ученые провели транскриптомное профилирование — анализ активности генов в тканях цветка. Оно показало, что гонконгская баугиния ближе к материнскому виду, и выявило различия в биохимических и метаболических процессах у всех трех растений.
Эти новые данные также помогли лучше понять гетерозис — явление, когда гибриды превосходят своих родителей по ряду признаков, например, становятся более яркими, жизнеспособными и устойчивыми.
Ранее ученые выяснили, когда в Италии начали разводить окультуренный виноград.
