Ваниль

Чтобы определить, отличается ли таитянская ваниль генетически от других культивируемых видов ванили, было проведено сравнительное исследование генетического разнообразия. В этом проекте участвовали Бюро генетических ресурсов (BRG), Центр международного сотрудничества в области агрономических исследований для развития (CIRAD), Etablissement Vanille de Tahiti, Университет острова Реюньон и Институт биотехнологии растений (IBP) (Andrzejewski et al., 2006; Duval et al., 2006). Культивируемые виды V. planifolia (47 образцов), V. pompona (6 образцов) и полинезийские сорта (6 образцов) с острова Реюньон, Центральной Америки и Французской Полинезии, а также 35 родственных видов из Таиланда, Бразилии, Гвианы, Камеруна и ботанических садов. Паттерн полиморфизма длины фрагмента амплификации (AFLP) каждого образца сравнивали с другими образцами, и данные использовали для расчета различий между образцами в соответствии с индексом Сокала и Миченера. Структура генетического дерева представляет разграничение видов с высокой степенью точности (бутстрапы 100%). Это исследование показало, что таитянская ваниль генетически очень отличается от других культурных или дикорастущих видов ванили.

Таитянская ваниль также сравнивалась с несколькими дикорастущими или культивируемыми видами ванили из Центральной Америки в сотрудничестве с Риверсайдским университетом (Lubinsky et al., 2008). Было оценено предполагаемое происхождение таитянской ванили. Паттерны последовательностей ДНК из геномов ядерного внутреннего транскрибированного спейсера (ITS) и хлоропластов сравнивались между полинезийскими сортами и образцами, собранными в тропических лесах Центральной Америки: V. planifolia, V. odorata, V. insignis, V. pompona и несколькими другими видами. Эти данные показали, что двумя генетически наиболее близкими к таитянской ванили видами были V. planifolia и V. odorata, и, таким образом, указали, что эти два вида тесно связаны с предками таитянской ванили. Это исследование поддерживает гипотезу Портера, который предположил, что таитянская ваниль возникла в результате гибридизации между V. planifolia и другим гибридом с участием V. odorata (Porteres, 1951).

Полинезийское генетическое разнообразие

В то же время было проанализировано генетическое разнообразие полинезийских сортов. Морфологическое разнообразие таитянской ванили, которое позволило местным производителям выделить 14 сортов, связано с генетическим разнообразием. Это генетическое разнообразие определяется вариациями на уровне последовательностей ДНК, выявленными при сравнении паттернов AFLP между различными сортами. Паттерны AFLP определялись присутствием или отсутствием каждого из 529 протестированных маркеров AFLP. Сравнение этих паттернов AFLP показало, что, несмотря на генетическое разнообразие, существующее в пределах таитянской ванили, все образцы собраны и образуют только одну монофилетическую группу (Andrzejewski et al., 2006; Рисунок 13.11). Генетическое разнообразие слабое (максимальное расстояние между образцами = 0,091), что связанно с размножением стеблевыми черенками, а не половым путем. Для некоторых сортов наблюдались многие образцы AFLP, указывая на то, что производители недооценили разнообразие и необходимо определить новые сорта.

РИСУНОК 13.11. Структура разнообразия сообществ 42 образцов культивируемых ванилей и Vanilla bahiana и подробные взаимосвязи полинезийских сообществ, полученные из деревьев присоединения соседей с использованием матрицы расстояний Сокала и Миченера (529 переменных и 1000 бутстрапов).

Некоторые другие сорта не различались по образцу AFLP; так было с Таити и Хаапапе. Их морфологические различия были однозначными; тем не менее, их генетическое разнообразие оказалось только следствием количества копий каждого маркера AFLP. По этой причине были разработаны цитогенетические анализы.

Как было ранее описано для V. planifolia, у таитянской ванили клетки корня не имеют одинакового хромосомного набора (Nair and Ravindran, 1994). Мы также наблюдали эти вариации для образцов V. planifolia и V. pompona. У полинезийских образцов наблюдались три уровня плоидности. Количество хромосом для многочисленных метафазных пластинок кончиков корней и измерения размера генома с помощью проточной цитометрии совпадали. Выделено три группы:

1. Диплоидная группа (2 ×) с числом хромосом от 22 до 31 и размером генома от 4,87 до 5,80 пг. Эти характеристики касались большинства полинезийских сортов: Таити (рис. 13.12), Реа-Реа, Парахураху, Овири, Парааути, Потити, Пуроини, Пупа, Попоти и Пура.

2. Триплоидная группа (3 ×), у которой число хромосом варьируется от 33 до 41. Эта группа содержит два стерильных растения ванили, называемых «Хаапапе Стериле», демонстрирующих аномальную физиологию цветков (отсутствие пыльцы и аутосовместимости).