Журавлина росте на ліанах на піщаних болотах і болотах. Ленс Ченг, USDA/Flickr

Журавлина є основним продуктом у домогосподарствах США на День подяки, але як ця мешканка боліт опинилася на святкових столах?

У порівнянні з багатьма цінними видами рослин, які були одомашнені протягом тисячоліть, культивована журавлина (Вакциновий макрокарпон) є молодою сільськогосподарською культурою, як США є молодою країною і День подяки відносно нове свято. Але як учений рослин, я багато чого дізнався про походження журавлини з її ботаніки та геноміки.

Нове на сцені селекції рослин

Люди культивували сорго протягом приблизно 5,500 років, кукурудзи близько 8,700 років та бавовни близько 5,000 років. Навпаки, журавлину одомашнили близько 200 років тому, але люди їли її ще раніше.

Дика журавлина походить з Північної Америки. Вони були важливим джерелом їжі для корінних американців, які використовували їх для пудингів, соусів, хліба та переносна їжа з високим вмістом білка під назвою пемікан – варіант енергетичного батончика для м’ясоїдів, виготовлений із суміші сушеного м’яса та топленого тваринного жиру, іноді посипаний сухофруктами. Деякі племена все ще виготовляють пемікан сьогодні, І навіть комерційну версію.

Вирощування журавлини почалося в 1816 році в штаті Массачусетс, де ветеран війни за незалежність Генрі Хол виявив, що засипка журавлинних боліт піском удобрював виноградні лози й утримував воду навколо їхнього коріння. Звідти фрукти поширилися по всьому Північному Сходу та Верхньому Середньому Заходу США.

сьогодні, Вісконсин виробляє приблизно 60% врожаю журавлини в США, за ним йдуть Массачусетс, Орегон і Нью-Джерсі. Також журавлину вирощують у Канаді, де вона є основна плодова культура.

 
Фермери часто затоплюють журавлинні болота, щоб зібрати плоди, які вони згрібають з лоз. Майкл Гелвін, Массачусетський офіс подорожей і туризму/Flickr, CC BY-ND

Гнучка і адаптивна рослина

Журавлина має багато цікавих ботанічних особливостей. Як і троянди, лілії та нарциси, квіти журавлини гермафродити, тобто містить як чоловічу, так і жіночу частини. Це дозволяє їм самозапилюватися замість того, щоб покладатися на птахів, комах чи інших запилювачів.

Цвіт журавлини має чотири пелюстки, які відшаровуються, коли квітка розпускається. Це оголює пильовики, які містять пилок рослини. Схожість квітки з дзьобом птаха принесла журавлині свою оригінальну назву, «журавлина».

Коли журавлина не самозапилюється, вона покладається на джмелів і медоносних бджіл для транспортування пилку від квітки до квітки. Їх також можна розмножувати статевим шляхом, висаджуючи насіння, або нестатевим шляхом, укорінюючи живці винограду. Це важливо для виробників, оскільки розмноження на основі насіння дозволяє досягти вищого генетичного різноманіття, що може призвести до таких речей, як підвищена стійкість до хвороб або стійкість до шкідників.

Однак безстатеве розмноження є не менш важливим. Цей метод дозволяє виробникам створювати клони сортів, які дуже добре функціонують у їхніх болотах, і вирощувати ще більше цих високопродуктивних типів.

Кожна журавлина містить чотири повітряні кишені, тому вони спливають, коли фермери затоплюють болота, щоб зібрати їх. Повітряні кишені також змушують сиру журавлину підстрибувати, коли її кидають на тверду поверхню – хороший показник того, чи вона свіжа.

Ці кишені виконують біологічну роль: вони дозволяють ягодам спливати річками та струмками, щоб розсіяти насіння. Багато інших рослин поширюють своє насіння через тварин і птахів, які їдять їхні плоди та виділяють насіння під час пересування. Але, як знає кожен, хто куштував її в сирому вигляді, журавлина надзвичайно терпка обмежена привабливість для дикої природи.

Читання ДНК журавлини

Про те, що журавлина така молода культура, вчені вже знають багато про їх генетику. Журавлина є диплоїдом, що означає, що кожна клітина містить один набір хромосом від батьківської лінії та один набір від батьківської лінії. Він має 24 хромосоми, а розмір його генома становить менше однієї десятої від геному людини.

Такі висновки допомагають вченим краще зрозуміти, де в геномі журавлини можуть бути розташовані потенційно цінні гени. А диплоїдні культури, як правило, мають менше генів, пов’язаних з однією ознакою, що значно спрощує їх розведення, щоб підкреслити цю ознаку.

Дослідники також описали генетику дикого родича культивованої журавлини, відомого як “маленька журавлина» (Vaccinium oxycoccos). Порівняння цих двох видів може допомогти вченим визначити, де в геномі культивованої журавлини містяться агрономічно цінні риси, і звідки може походити частина морозостійкості маленької журавлини.

Дослідники є розробка молекулярних маркерів – інструменти для визначення того, де певні гени чи цікаві послідовності знаходяться в геномі – щоб допомогти визначити найкращі комбінації генів із різних сортів журавлини, які можуть посилити бажані ознаки. Наприклад, селекціонер може захотіти зробити плоди більшими, твердішими або червонішими.

Хоча журавлина вирощувалася людьми лише протягом короткого періоду часу, вона розвивалася набагато довше. Вони прийшли в сільське господарство з довгою генетичною історією, включаючи такі речі, як події подвоєння цілого геному та генетичні вузькі місця, які спільно змінюють гени, які з часом з’являються або втрачаються в популяції.

Події повного подвоєння геному відбуваються, коли геноми двох видів стикаються, утворюючи новий, більший геном, що охоплює всі ознаки двох батьківських видів. Генетичні вузькі місця виникають, коли розмір популяції значно зменшується, що обмежує генетичне різноманіття цього виду. Ці події надзвичайно поширені в рослинному світі і можуть призвести як до збільшення, так і до втрати різних генів.

Аналіз генома журавлини може вказати, коли вона еволюційно відокремилася від деяких своїх родичів, таких як чорниця, брусниця та чорниця. Розуміння як еволюціонували сучасні види може навчити рослинників тому, як успадковуються різні ознаки, і як ефективно розводити їх у майбутньому.

Стиглий в потрібний час

Тісний зв’язок журавлини з Днем подяки спочатку був просто практичним. Свіжу журавлину можна збирати з середини вересня до середини листопада, тому День подяки потрапляє в ідеальний період для її споживання.

Журавлинний соус вперше було описано в описах американських колоній у 1600-х роках і з’явилося в кулінарна книга вперше в 1796 році. Терпкий смак ягід, який походить від високий рівень кількох типів кислот, робить їх більш ніж удвічі кислішими, ніж більшість інших їстівних фруктів, тому вони додають приємного смаку страві, повній більш м’яких продуктів, таких як індичка та картопля.

В останні десятиліття журавлинна промисловість розгалужилася на соки, снеки та інші продукти у гонитві за цілорічними ринками. Але для багатьох людей День подяки все ще є часом, коли вони, швидше за все, побачать журавлину в тому чи іншому вигляді в меню.

Серіна Де Сальвіо, канд. Кандидат генетики та геноміки, Техаський університет A&M

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.