Терпкі цитрусові бувають різних розмірів: від кумкватів завбільшки з оливку до помело вагою чотири кілограми. Більшість з них круглі, але деякі, як, наприклад, пальчастий лайм, витягнуті як ковбаски. Інші, наприклад, пальчастий цитрон (відомий також як “рука Будди”), виростають у вигляді дивних зазубрених сегментів. “Цитрусові захоплюють, – каже Гейл Волк, фізіолог рослин з Міністерства сільського господарства США, яка вивчає генетичне збереження цитрусових та інших фруктів. “Кількість різноманітних культур, отриманих шляхом гібридизації між різними видами цитрусових, набагато більша, ніж у яблук чи винограду”.
Спроби точно визначити, звідки походить ця різноманітна, інтенсивно культивована група фруктів – раніше висувалися гіпотези, що звідкись із передгір’їв Гімалаїв або з прохолодних джунглів північно-східної Австралії, – не давали спокою багатьом дослідникам. У новій роботі застосовано глибокий генетичний підхід до з’ясування походження апельсинів, а також їхніх цитрусових родичів. У дослідженні, опублікованому минулого тижня в журналі Nature Genetics, проаналізовано геноми сотень видів апельсинової підродини Померанцеві – і виявлено, що споріднені з цитрусовими фрукти, ймовірно, виникли на стародавньому індійському субконтиненті, перш ніж урізноманітнити свій гострий смак у південно-центральному Китаї.
Померанцеві – це велика група, що включає понад 33 роди плодових рослин, які ростуть в Азії, Африці та Полінезії. Сюди входить і рід Цитрусові, представники якого (апельсини, грейпфрути, лимони та лайми) культивуються по всьому світу.
Садівник Цянь Сюй з Хуажунського сільськогосподарського університету в Китаї та його колеги нещодавно поставили собі за мету скласти карту еволюційного шляху підродини апельсинових. Вони зібрали геноми 12 видів і порівняли їх з 314 існуючими генетичними записами представників Померанцевих. Потім вони організували цю генетичну базу даних у філогенетичне дерево, яке схоже на еволюційне генеалогічне дерево. З його допомогою дослідники змогли визначити, як різні сорти та групи пов’язані між собою. Це, в свою чергу, дало змогу з’ясувати, коли і де виникли певні види.
Команда з’ясувала, що попередники цитрусових виникли понад 25 мільйонів років тому на Індійському субконтиненті, коли він насувався на континентальну Азію (створюючи в процесі Гімалаї). Коли континенти зіткнулися, ці предки цитрусових поширилися в Азію, про що свідчать скам’янілості цитрусових рослин, знайдені на півдні Китаю. Дослідники стверджують, що справжні види цитрусових, такі як мандарини і трилисті апельсини, вперше з’явилися в південно- центральному Китаї близько восьми мільйонів років тому. Вони припускають, що інші ранні види цитрусових, включаючи помело і цитрон, з’явилися трохи пізніше в передгір’ях Гімалаїв.
Місцезнаходження, схоже, мало вирішальне значення для розвитку цих перших фруктів. Сюй вважає, що південно-центральний Китай створив “складну ситуацію для цитрусових”. Він припускає, що кілька мільйонів років тому місцеві кліматичні зміни, які змінили відносно сухі тропічні умови на більш вологий клімат, де панують мусони, створили ідеальні умови для вирощування цитрусових. Він вважає, що розмаїття цитрусових у регіоні вибухнуло, коли місцеве населення почало культивувати ці рослини тисячі років тому для різних цілей – від їжі до медицини.
Створивши таку ретельну генетичну базу даних з усієї підродини апельсинових, дослідники також виявили, що цитрусові рослини значно відрізняються від своїх родичів за експресією гена PH4, який відіграє головну роль у визначенні кількості лимонної кислоти – ключового компонента смаку у конкретному фрукті. У нецитрусових фруктах лимонної кислоти майже не було. У цитрусових фруктах, з їхньою вищою експресією гена PH4, її концентрація була набагато вищою. “Ген PH4 важливий для накопичення лимонної кислоти в плодах цитрусів та їхніх родичів”, – каже Сюй. Коли його команда експериментальним шляхом завищувала або знижувала активність гена, вони виявили, що концентрація лимонної кислоти реагувала на це відповідним чином. Це має великий вплив на смак певного фрукту – невеликі концентрації лимонної кислоти надають апельсинам солодкої терпкості, а більші – лимонам і лаймам терпкості, що викликає скривлення рота.
Вчені вважають, що знання про минуле цитрусових можуть допомогти у їхньому збереженні в майбутньому. Можливість визначити, звідки походять певні види, може допомогти дослідникам захистити місця зростання диких видів. Ця робота також дозволяє визначити, які сорти слід зберігати в генетичних банках, щоб охопити найбільше різновидів. В умовах зміни клімату, шкідників та хвороб ці генетичні запаси можуть запобігти гіркому майбутньому найсолодших цитрусових.
