Генетики объяснили оранжевость моркови

Три гена заставили морковь стать оранжевой в процессе селекции, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature Plants. Рецессивные мутации в них позволили овощам накапливать больше оранжевых пигментов: α- и β-каротина.

Культурная морковь появилась в районе малой и центральной Азии в десятом веке. Тогда она была желтой или фиолетовой, а ее оранжевый вариант возник лишь несколько веков спустя в Европе. Оттуда он и распространился по всему миру как одна из самых важных кормовых культур и натуральный краситель, которые мы знаем сейчас. До сих пор не было до конца понятно, какие изменения в геноме моркови произошли за это время и сделали ее оранжевой.

Исследователи из университета Северной Каролины под руководством Кевина Коу (Kevin Coe) изучили геномы разных образцов моркови наших дней. Биологи собрали улучшенный референсный геном моркови — всего для этого использовали 630 образцов диких и культурных корнеплодов. Из каждого выделили ДНК и установили последовательность фрагментов. Полученные последовательности проанализировали на перекрытия и собрали из них полный геном.

Из этих геномных последовательностей удалось воссоздать и эволюционное древо морковей — и проследить, когда был культивирован тот или иной сорт. Эти данные подтвердили, что морковь одомашнили в раннем средневековье в районе центральной Азии, а оранжевая морковь появилась в период эпохи возрождения в Западной Европе.

Наконец, биологи выяснили, какие гены позволили моркови стать оранжевой в процессе культивации. Для этого провели полногеномный анализ ассоциаций: нашли в геномах разных образцов отличия и проследили, какие из них статистически связаны с цветом. Среди них оказались три варианта генов, которые контролируют накопление α- и β-каротина — оранжевых пигментов. Эти гены обнаружили в локусах REC, Or и Y2. Мутации во всех трех генах сразу превращали почти всю морковь в темно-оранжевую.

Морковь важна не только для взрослого человека, но даже для плода в утробе матери. Исследование показало, что морковка и капуста в диете матери заставили плод скривить рожицу.