Istorija painesnė, nei manyta: laboratorijoje ištyrus bananus atrasti net trys „mįslingieji protėviai“

Manoma, kad žmonės bananus pradėjo kultivuoti prieš 7 tūkst. metų Naujosios Gvinėjos saloje. Visgi bananų kultivavimo istorija yra paini, ir skirtumai tarp rūšių ir porūšių dažnai yra neaiškūs.

Žurnale „Frontiers in Plant Science“ paskelbta nauja studija atskleidžia, kad ši istorija yra kur kas painesnė, nei buvo manoma anksčiau. Studijos radiniai rodo, jog šiuo metu kultivuojamų rūšių genomuose yra trijų kol kas nenustatytų protėvių genų.

„Atlikę tyrimą parodėme, kad didžioji dalis šiandien kultivuojamų diploidinių bananų rūšių, kilusių iš laukinių bananų M. acuminata, yra keleto porūšių hibridai. Mažiausiai trys laukiniai „mįslingieji protėviai“ turėjo prisidėti prie šio mišraus genomo prieš tūkstančius metų, tačiau kol kas nebuvo nustatyti“, – sakė dr. Julie Sardos, pirmoji tyrimo autorė, Prancūzijoje, Monpeljė, įsikūrusio Tarptautinio biologinės įvairovės aljanso ir Tarptautinio tropinės agrokultūros centro mokslininkė.

Paini kultivavimo istorija

Manoma, kad kultivuojami bananai (išskyrus „Fehi“ bananus, augančius Ramiojo vandenyno salose) yra kilę iš keturių protėvių, kurie buvo arba laukinių bananų M. acuminata porūšiai, arba kitos, bet itin giminingos rūšys. Prieš žmonėms pradėjus kultivuoti bananus, M. acuminata augo Australazijoje ir maždaug prieš 10 mln. metų išplito šiauriniame Indijos ir Mianmaro pasienyje. Bananų protėvių paiešką apsunkina ir tai, kad kultivuojamos rūšys gali turėti dvi (diploidinės), tris (triploidinės) ar keturias (tetraploidinės) kiekvienos chromosomos kopijas, be to, daugelis jų išvesta iš M. acuminata.

Ankstesni mažesnės apimties tyrimai leidžia daryti prielaidą, kad kiti protėviai, susiję su M. acuminata, galbūt irgi buvo kultivuojami. Tokiu atveju, net šis painus scenarijus būtų tik dalis visos istorijos. Naujausi radiniai ne tik patvirtina šią hipotezę, bet ir pirmą kartą įrodo, jog šių rūšių genų galima rasti kultivuojamų bananų genomuose.

Bananų rinkimo misijos

Tyrimo autoriai sekvenavo 226 bananų lapų ekstraktų, paimtų iš didžiausios bananų mėginių kolekcijos, kurią turi Tarptautinio biologinės įvairovės aljanso ir Tarptautinio tropinės agrokultūros centro padalinys Belgijoje „Musa Germplasm Transit Centre“, DNR. 68 iš 226 mėginių priklausė devyniems laukiniams M. acuminata porūšiams, 154 – diploidinėms kultivuojamoms rūšims, kilusioms iš M. acuminata, ir paskutiniai keturi – mažiau giminingoms laukinėms rūšims ir hibridams. Daugelis šių mėginių buvo surinkta atliekant specialias „bananų rinkimo misijas“ Indonezijoje, Naujojoje Gvinėjoje ir autonominiame Bugenvilio salos regione.

Mokslininkai pirmiausia palygino kultivuojamų bananų ir laukinių bananų giminiškumą ir sudarė „šeimos medžius“, paremtus 39 031 nukleotido polimorfizmo skirtumais. Jie naudojo polimorfizmų pogrupį, vienodai paskirstytą po genomą (kiekviena pora žymėjo maždaug 100 tūkst. „DNR raidžių“ bloką), kad statistiškai išanalizuotų kiekvieno bloko kilmę. Tyrimo autoriams pirmą kartą pavyko aptikti trijų protėvių pėdsakų visų kultivuojamų bananų mėginiuose. Tiesa, šių protėvių atitikmenys laukinėje gamtoje kol kas nenustatyti.

Gali būti, kad mįslingieji protėviai išliko

Viena vertus, bananų protėviai galbūt jau seniai išnyko. „Bet mes manome, kad jie tebeegzistuoja kažkur laukinėje gamtoje ir yra arba menkai žinomi mokslui, arba visai nežinomi. Tokiu atveju šiems augalams tikriausiai gresia išnykimas“, – sakė dr. J. Sardos.

Dr. J. Sardos su savo komanda daugmaž žino, kur reikėtų jų ieškoti: „Mūsų atlikti genetiniai palyginimai rodo, kad pirmasis mįslingasis protėvis, ko gero, augo ar tebeauga regione tarp Siamo įlankos ir Pietų Kinijos jūros vakarinės dalies. Antrasis – regione, esančiame tarp šiaurinės Borneo dalies ir Filipinų. O trečiojo reikėtų ieškoti Naujosios Gvinėjos saloje.“

Galėtų padėti išvesti geresnių bananų rūšių

Kokių naudingų ypatybių šie mįslingieji protėviai perdavė kultivuojamiems bananams, irgi nežinoma. Pavyzdžiui, manoma, kad itin svarbi savybė partenokarpija (gebėjimas užmegzti vaisių be apdulkinimo) buvo paveldėta iš M. acuminata; plantanai už didelę savo DNR dalį turi būti dėkingi M. acuminata banksii porūšiui, o gal apskritai atskirai rūšiai.

Antrasis tyrimo autorius, dr. Mathieu Rouardas, irgi dirbantis Tarptautiniame biologinės įvairovės aljanse ir Tarptautiniame tropinės agrokultūros centre, sakė: „Svarbu nustatyti kultivuojamų bananų protėvius, nes ši informacija mums padės suprasti bananų įvairovę sukėlusius procesus ir mechanizmus bei itin pasitarnaus vedant naujas veisles.“

„Selekcininkai turi žinoti šiandien kultivuojamų diploidinių bananų genetinę sudėtį, kad galėtų tarpusavyje kryžminti kultivarus. Šis tyrimas yra pirmas didelis žingsnis norint išsamiai charakterizuoti daugelį kultivarų“, – pridūrė jis.

Dr. J. Sardos reziumavo: „Remdamiesi gautais rezultatais, bendradarbiausime su partneriais, kad patyrinėtume ir nustatytume laukinių bananų genotipus trijuose regionuose, nurodytuose mūsų studijoje. Tikimės rasti kol kas nežinomus kultivuojamų bananų protėvius. Taip pat reikės išsiaiškinti, kokių pranašumų ir ypatumų kultivuojami bananai iš jų paveldėjo.“

Šaltiniai:

• https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.969220/full
• https://scitechdaily.com/the-urgent-quest-to-find-bananas-mystery-ancestors/