Istraživački tim je uspešno sekvencirao i sastavio genome sve četiri vrste makadamije, označavajući značajan napredak u naporima za poboljšanje useva za ovaj komercijalno vredan orašasti plod. Nalazi otkrivaju ključne genetske osobine koje bi mogle povećati otpornost na bolesti, prilagodljivost klimi i prinos useva, rješavajući izazove genetske raznolikosti u uzgoju makadamije.
Macadamia, rod poreklom iz istočne Australije, obuhvata četiri vrste: Macadamia integrifolia, M. tetraphilla, M. ternifolia i M. jansenii. Samo prve dve vrste i njihovi hibridi se široko uzgajaju za komercijalnu proizvodnju.
Uprkos rastućem značaju kao globalni usev, makadamija je pripitomljena iz uske genetske baze, uglavnom havajske germplazme, što je ograničilo njenu genetsku raznolikost i otpornost. Ova studija ima za cilj da proširi genetske resurse dostupne za makadamiju kroz visokokvalitetne sklopove genoma sve četiri vrste.
Studija objavljena u časopisu Tropske biljke 21. oktobra 2024. pomaže u proširenju genskog fonda, povećavajući otpornost uz istovremeno održavanje ili poboljšanje poželjnih kvaliteta oraha makadamije, kao što su ukus i sadržaj ulja.
Istraživači su koristili PacBio HiFi tehnologiju sekvenciranja dugog čitanja da bi sastavili genome četiri vrste makadamije, postižući dubine sekvenciranja između 27Ks i 42Ks. Sklopovi su proizveli visoko susedne genome sa vrednostima N50 koje prelaze 45 Mb, što ukazuje na odličnu kompletnost genoma.
Među vrstama najveći broj kontiga imala je M. integrifolia, a najmanji M. tetraphilla. BUSCO analiza je potvrdila kompletnost genoma za više od 97%, pri čemu je većina gena identifikovana kao jedna kopija.
Studija je takođe sprovela sklopove na nivou hromozoma, sa veličinama genoma u rasponu od 735 Mb do 795 Mb. M. tetraphilla je imala najveći sklopljeni sklop, dok je M. jansenii imao najmanji. Istraživači su identifikovali strukturne varijacije u hromozomima 9 i 10 u različitim vrstama. Anotacija genoma je otkrila da se 61% do 62% genoma sastoji od elemenata koji se ponavljaju, a broj predviđenih gena kretao se od 37.198 do 40.534.
Značajno je da su geni povezani sa biosintezom masnih kiselina i antimikrobnim svojstvima očuvani među vrstama. Komparativna analiza identifikovala je značajne strukturne razlike između vrsta, poboljšavajući razumevanje genetičke raznovrsnosti unutar roda Macadamia.
Ovi uvidi postavljaju osnovu za poboljšanje programa uzgoja makadamije korišćenjem genetske raznolikosti divljih vrsta za rešavanje izazova kao što su otpornost na bolesti i prilagodljivost klimi.
Prema rečima glavnog istraživača studije, dr Roberta J. Henrija, „Pristup genomima sve četiri vrste makadamije nudi neviđene mogućnosti za poboljšanje otpornosti useva i produktivnosti. Ovi sveobuhvatni genomski podaci pružaju osnovu za programe oplemenjivanja sa više informacija, koji su ključno za ispunjavanje zahteva promenljive klime i rastućih globalnih tržišta“.
Ovo sveobuhvatno sekvencioniranje sve četiri vrste makadamije postavlja osnovu za značajan napredak u uzgoju makadamije, sa potencijalom da se podstakne globalna proizvodnja i poboljša otpornost useva. Novi genomski podaci nude kritično sredstvo za uzgajivače i istraživače koji rade na obezbeđivanju budućnosti ovog ekonomski važnog useva u svetu koji se menja.
