Kabuğun Arkasında: Karpuzun Evrimi, Kalitesi ve Dayanıklılığına İlişkin Yeni Genomik Bilgiler

Boyce Thompson Enstitüsü’ndeki bilim insanları, karpuz ve yabani akrabaları için kapsamlı bir “süper-pangenom” oluşturarak, evcilleştirme sırasında kaybedilen ve bu hayati meyve mahsulünün hastalıklara karşı direncini ve meyve kalitesini artırabilecek faydalı genleri ortaya çıkardı.

Çalışmanın başyazarı Profesör Zhangjun Fei, “Karpuzları bu kadar çeşitli ve benzersiz kılan genetik varyasyonları daha derinlemesine araştırmayı amaçladık” dedi. “Bulgularımız sadece karpuzların evrimsel yolculuğuna dair içgörü sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda ıslah ve hastalık direnci için de önemli çıkarımlar sunuyor.”

Karpuz süper-pangenomu, kültür karpuzu (Citrullus lanatus) ve yabani akrabaları C. mucospermus, C. amarus ve C. colocynthis olmak üzere dört türü kapsayan 547 karpuz erişiminden elde edilen referans genom dizileri ve genom yeniden dizileme verileri kullanılarak oluşturulmuştur.

Süper-pangenomun analizleri, yabani türlerde bulunan birçok hastalığa direnç geninin, ilk çiftçilerin tatlılık, et rengi ve kabuk kalınlığı gibi meyve kalitesi özelliklerini seçmesi nedeniyle evcilleştirme sırasında kaybolduğunu ortaya koydu. Fei, “Bu faydalı genler, daha dayanıklı karpuz çeşitleri yetiştirmek için modern çeşitlere yeniden kazandırılabilir” dedi.

Yakın zamanda Plant Biotechnology Journal’da yayınlanan araştırmanın önemli keşiflerinden biri, ekili karpuzda şeker birikimini ve meyve tatlılığını artıran şeker taşıyıcı gen ClTST2’nin tandem duplikasyonunun tanımlanmasıydı. Bu genetik varyant yabani karpuzlarda nadirdi ancak evcilleştirme sırasında seçildi.

Fei, “Süper-pangenom, yetiştiricilerin ve araştırmacıların kültür karpuzunu geliştirmeleri için değerli bir genetik araç seti sağlıyor” dedi. “Karpuzların genetik yapısını ve evrimsel modellerini anlayarak, daha fazla verim, daha fazla hastalık direnci ve daha iyi adaptasyon kabiliyetine sahip çeşitler geliştirebiliriz.”