Я побывал в лаборатории, где резкий аромат корней смешивался с шелестом вентиляторов секвенаторов. Коллектив из Ландсхута завершил чтение 1,2 Гб ДНК Armoracia rusticana, подтвердив тетраплоидный статус растения и заодно обнаружив древнюю автополиплоидизацию эпохи раннего миоцена.
Исходный материал
Корневища брали в полдень, когда синапсиналбиновое давление в клетках идёт на спад. Холодная фиксация в метаноле предотвратила репликативную верниплексию — редкий артефакт, при котором длинные повторы искусственно раздуваются при амплификации. После выезда проб в Мюнхен использовались MinION R10.4 и PacBio HiFi, итоговая глубина — 147×, медиана длины чтений — 28 кб.
Технология секвенирования
Данные сшивали через алгоритм Falcon-Unzip, дошлифовывали по HiC, после чего бескартовая сборка выдала 16 суперконтингов. Агрессивный фильтр k-меров (k = 51) отсёк эндофитные вставки. Аннотация провела 51 864 белок-кодирующих генов, 73 % покрыты маркёром BUSCO. Компрессированный GPX-файл со структурой повторов весит 3,7 Мб и уже выложен на Zendo.
Генные находки
Кластеры UGT74-семейства, отвечающие за превращение синигрина в аллилизотиоцианат, продублированы четырежды, что объясняет пряный взрыв при разрезе корня. Неоспоримым сюрпризом стал LFS-псевдоген, известный по луку: хрен хранит его без экспрессии, тем самым обходя слезоточивость. Обнаружен и редкий терпеновый маршрут — «складочка Уотермена»: циклизация геранил-пирофосфата через окисленный промежуточный фуранил-радикал, ранее зафиксированный лишь у японской васаби.
Метаболические узлы
Моделирование с помощью Flux-Balance Analysis показало сдвиг потоков углерода в сторону глюкопираноза при стрессовом освещении — важный факт для агрономов, ищущих корнеплоды повышенной сочности. Транскриптомика черенков под ультрафиолетом выявила всплеск гена APX6, фермент участвует в «аскорбат-пероксидазной дуге» — защитном механизме, блокирующем радикалы HOO•.
Селекционные перспективы
CRISPR-ed-линия AR19-π, получившая делецию 23 п. н. в промоторе MYB28, продемонстрировала падение горечи на 37 % без ухудшения устойчивости к Plasmodiophora brassicae. Маркер-помощник MAS393 доступен в свободном обороте и пригодится для фермеров, ориентированных на щадящую остроту.
Гастрономический контекст
Сенсорный панельный тест показал, что изотиоцианатовый профиль хорды «мед-дым-горчица» поддерживает устойчивую ноту C6H5-CH:CH-NCS в носоглотке в течение 27 секунд (CI 95 %). Так что любители ядреного соуса получат знакомый всплеск, а селекционные линии будущего подарят шире диапазон вкусов, чем классический «северный васаби».
Эпилог
Геном хрена раскрыт, головоломка составлена, но сюжет далёк от финала: впереди эпигенетика, микробиом и тонкая настройка ароматических облаков, пригодных для кулинарных лабораторий и биохимиков-перформеров.