Jablka nesou DNA planých stromů a odhalují svou dlouhou historii

Jablko z obchodu skrývá mnohem hlubší příběh, než by se mohlo zdát. Vědci zjistili, že dnešní jablka stále obsahují DNA pocházející z opakovaného křížení s planými stromy. Je tak v nich zapsána dlouhá historie výměny mezi sady a lesy.

Právě tento proces ovoce postupně formoval. Z jabloně se díky němu stala plodina, která se stále vyvíjí a jejíž vývoj nebyl nikdy skutečně dokončen.

Jablka stále nesou DNA planých stromů

Genetické záznamy pěstovaných jabloní i jejich planých příbuzných v Evropě, Střední Asii a na Kavkaze uchovávají stopy této dlouhodobé výměny.

Doktorka Amandine Cornille z Newyorské univerzity v Abú Zabí (NYUAD) tyto vzorce sledovala a zdokumentovala, jak je původ planých jabloní nadále vepsán do jablek, která se dnes pěstují.

Výsledky ukazují, že užitečné vlastnosti do pěstovaných jablek přicházely průběžně s jejich šířením mezi regiony, nikoli během jediné rané proměny.

Trvající výměna znamená, že příběh původu této plodiny je složitější. Souvisí také s hlubšími rozdíly, jimž se věnují následující části.

Jablka mají několik planých předků

Nejbližší původ většiny pěstovaných jablek lze stále vysledovat k druhům Malus sieversii ze Střední Asie a Malus orientalis z kavkazské oblasti mezi Evropou a Asií.

Své stopy v nich zanechala také evropská jabloň lesní, Malus sylvestris. Do jejich historie vstoupila poté, co se pěstované jabloně rozšířily na západ a zkřížily se s místními planými stromy.

Jednotlivé plané zdroje přinesly užitečné vlastnosti, aniž by nahradily hlavní původ zděděný po středoasijských příbuzných nebo vymazaly starší stopy.

Tato směs vysvětluje, proč mohou jablka vypadat povědomě, a přesto v sobě nést historii několika vzdálených lesů napříč oblastmi, způsoby využití i měnícími se ročními obdobími.

DNA se mezi stromy dál přenášela

Opakovaným křížením vznikal mezi stromy v sadech a planými stromy tok genů, tedy jejich přesun mezi skupinami.

Když se mezi stromy přenášel pyl, potomci v každém semeni zdědili smíšené genetické informace, které mohly ovlivnit chuť, načasování vývoje i obranu proti chorobám.

Tým objevil výměnu napříč celým genetickým záznamem, některé jeho oblasti však měly pro vlastnosti větší význam než jiné.

Nerovnoměrný vzorec ukazuje, že se při setkávání jabloní s novým prostředím užitečné zděděné změny šířily výrazněji, než by odpovídalo pouhému náhodnému míšení.

Dvě odlišné linie jablek

Dezertní a moštová jablka vytvořila samostatné dědičné linie, přestože si obě zachovaly vazby na plané předky.

U sladkých odrůd určených k přímé konzumaci byly výraznější známky toho, že šlechtitelé upřednostňovali kvalitu plodů, kvetení a vlastnosti související s chorobami pro prodej čerstvého ovoce.

Moštové odrůdy si zachovaly širší rozmanitost, což může souviset s jejich dlouhodobým využíváním k lisování a kvašení namísto přímé konzumace.

Tyto rozdíly varují před představou, že jablka tvoří jedinou plodinu s jednou jednoduchou minulostí či budoucností.

Plané vlastnosti jablkům pomohly

Část plané DNA se stala obzvlášť užitečnou poté, co se do pěstovaných jablek dostala introgresí, tedy přenosem genů mezi příbuznými skupinami.

U moštových jablek se úseky pocházející z planých jabloní západní Evropy soustředily poblíž oblasti spojené s texturou plodů.

U dezertních jablek se jiný planý úsek nacházel blízko známého genetického znaku souvisejícího s kyselostí, která ovlivňuje jejich nakyslou chuť.

Tyto příklady ukazují, že plané stromy mohou předat vlastnosti, které pěstitelé později při změně podmínek v sadech ocení.

Množství škodlivých změn DNA časem kleslo

Ve srovnání týmu měly pěstované jabloně méně škodlivých mutací, tedy změn DNA schopných oslabit organismus, než jejich planí příbuzní.

Výsledek je v rozporu s obvyklou obavou, že intenzivní lidský výběr při utváření plodin škodlivé změny v jejich populacích uzavírá.

Dlouhověké ovocné stromy se mohou části těchto škod vyhnout díky tomu, že pěstitelé slabé jedince během mnoha sezon vyřadí dříve, než je rozmnoží.

Výměna s planými stromy mohla také prostřednictvím pylu a semen postupně vracet do pěstovaných jabloní zdravější varianty genů.

Načasování ovlivňuje přežití jabloní

Při porovnání se u moštových jablek objevil signál na chromozomu 9, jednom z útvarů nesoucích DNA uvnitř buněk, který souvisel s dobou kvetení.

Blízká DNA může řídit, kdy se geny zapnou, a tím měnit dobu, kdy stromy rozkvetou, čelí jarnímu chladu nebo se vyhnou pozdním mrazům.

Tento signál se v analýze nenacházel uvnitř hlavních oblastí vybraných pro kvalitu plodů či vlastnosti související s chorobami.

Jejich oddělení ukazuje, že užitečné vlastnosti se v DNA jabloní mohou skrývat mimo zjevné cíle šlechtění, a rozsáhlé průzkumy je tak mohou přehlédnout.

Lesy podporují přežití jabloní

Lesy s planými jabloněmi dnes představují živý genetický zdroj pro přežití této plodiny v době, kdy sady zasahuje zátěž spojená se změnou klimatu.

Někteří planí příbuzní mají odolnost vůči chorobám, snášenlivost zátěže a neobvyklé vlastnosti plodů, které mohou šlechtitelé využít při budoucím křížení.

Druh Malus sieversii přitom v současnosti v planých lesích některých částí Střední Asie čelí úbytku stanovišť a klimatickému tlaku.

Ochrana planých stromů zachovává možnosti pro chvíle, kdy se jabloňové sady v příštích desetiletích setkají s novými škůdci nebo drsnějšími projevy počasí.

Možnosti šlechtění se rozšiřují

Při moderním šlechtění se často znovu používají úspěšné rodičovské stromy, což může omezovat rozmanitost. Zapojení vlastností planých příbuzných jabloní rozšiřuje šlechtitelům možnosti při zlepšování komerčních odrůd.

Samostatná analýza jabloní uchovávaných Ministerstvem zemědělství Spojených států rovněž zjistila, že mnoho odrůd je blízce příbuzných. To dále potvrzuje potřebu širšího genetického přínosu.

Začleňování plané rozmanitosti je přesto pomalé. Šlechtitelé musejí po několik generací zachovávat klíčové vlastnosti, například chuť, skladovatelnost a užitkovost stromů.

Nové poznatky nabízejí jasnější výchozí body, nikoli však hotové dokonalé jablko pro sady a trhy.

Historie jablek jako celek odráží nepřetržitou výměnu mezi pěstiteli, lesy, pylem a trpělivým lidským výběrem v průběhu staletí.

Budoucí sady mohou záviset na zachování planých příbuzných v lesích, dříve než se jejich nejcennější vlastnosti při pokračující změně klimatu ztratí.