Estudo avalia origem da lichia

Elas são espinhosos por fora, doces por dentro e amadas por suas icônicas conchas rosa e frutas peroladas e perfumadas. Nos EUA, você pode encontrá-las como um ingrediente saboroso em chá, sorvete ou coquetel. Você também pode comê-las frescas.

As lichias são cultivadas na China desde os tempos antigos, com registros de cultivo que remontam a cerca de 2.000 anos. As lichias frescas eram objeto de tal desejo que, na Dinastia Tang, um imperador montou um revezamento de cavalos dedicado para entregar à corte imperial os frutos das colheitas feitas muito ao sul.

Agora, os cientistas usaram a genômica para aprofundar ainda mais a história da lichia. E, no processo, eles descobriram insights que também podem ajudar a moldar o futuro da espécie.

“A lichia é uma importante cultura agrícola tropical da família Sapindaceae  (castanha-da-índia), e é uma das frutíferas economicamente mais significativas cultivadas no leste da Ásia, especialmente para a renda anual dos agricultores no sul da China”, diz Jianguo Li, PhD, professor da Faculdade de Horticultura da Universidade Agrícola do Sul da China (SCAU) e autor sênior do estudo.

"Ao sequenciar e analisar variedades de lichia selvagens e cultivadas, fomos capazes de traçar a origem e história de domesticação da lichia. Demonstramos que cultivares de maturação extremamente precoce e tardia foram derivadas de eventos de domesticação humana independentes em Yunnan e Hainan, respectivamente."

Adicionalmente, “identificámos uma variante genética específica, um trecho de material genético eliminado, que pode ser desenvolvido como um simples marcador biológico para rastreio de variedades de lichia com diferentes épocas de floração, contribuindo de forma importante para futuros programas de melhoramento”, acrescenta Rui Xia, PhD, professor da mesma faculdade na SCAU e outro autor sênior da pesquisa.

“Como um quebra-cabeça, estamos montando a história do que os humanos fizeram com a lichia”, diz Victor Albert, PhD, biólogo evolutivo da Universidade de Buffalo, também autor sênior do estudo. “Estas são as principais histórias que nossa pesquisa conta: as origens da lichia, a ideia de que houve duas domesticações separadas e a descoberta de uma exclusão genética que achamos que faz com que diferentes variedades frutifiquem e floresçam em momentos diferentes”.

Uma fruta tão amada, foi domesticada mais de uma vez

Para conduzir o estudo, os cientistas produziram um "genoma de referência" de alta qualidade para uma cultivar popular de lichia chamada 'Feizixiao' e compararam seu DNA com o de outras variedades selvagens e cultivadas. (Todas as cultivares pertencem à mesma espécie, Litchi chinensis ).

A pesquisa mostra que a árvore de lichia, Litchi chinensis , provavelmente foi domesticada mais de uma vez: as lichias selvagens se originaram em Yunnan, no sudoeste da China, espalharam-se para leste e sul até a ilha de Hainan e depois foram domesticadas independentemente em cada um desses dois locais, sugere a análise. .

Em Yunnan, as pessoas começaram a cultivar variedades de floração muito precoce, e em Hainan, variedades de floração tardia que dão frutos no final do ano. Eventualmente, o cruzamento entre cultivares dessas duas regiões levou a híbridos, incluindo variedades, como 'Feizixiao', que permanecem extremamente populares hoje.

O momento exato desses eventos é incerto. Por exemplo, o estudo sugere que um marco, a divisão evolutiva entre as populações de L. chinensis em Yunnan e Hainan, que ocorreu antes da domesticação, pode ter ocorrido cerca de 18.000 anos atrás. Mas isso é apenas uma estimativa; outras soluções são possíveis. Ainda assim, a análise fornece uma visão fascinante da história evolutiva das lichias e sua ligação com os humanos.

Quando esta árvore de lichia irá florescer? Um simples teste genético poderia dizer

O estudo não apenas acrescenta novos capítulos à história da lichia; ele também fornece uma visão aprofundada do tempo de floração, uma característica extremamente importante na agricultura.

"As lichias de maturação precoce versus as lichias de maturação tardia vieram de lugares diferentes e foram domesticadas de forma independente", diz Albert, PhD, Professor de Ciências Biológicas da Empire Innovation na UB College of Arts and Sciences. "Esta, por si só, é uma história interessante, mas também queríamos saber o que causa essas diferenças: por que essas variedades frutificam e florescem em épocas diferentes?"

Ao comparar o DNA de muitas variedades de lichia, a equipe identificou uma variante genética que poderia ser usada para criar um teste simples para identificar plantas de lichia de floração precoce e tardia.

A variante é uma deleção - um pedaço de DNA ausente - que fica perto de dois genes associados à floração e pode ajudar a controlar a atividade de um ou de ambos.

Cultivares de Yunnan que florescem muito cedo têm a exclusão, herdando-a de ambos os pais. As variedades de Hainan que amadurecem tardiamente não o possuem. E Feizixiao - um híbrido com quantidades quase iguais de DNA de cada uma das duas populações regionais - é "heterozigoto" para a exclusão, o que significa que tem apenas uma cópia herdada de um dos pais. Isso faz sentido, pois Feizixiao floresce cedo, mas não extremamente cedo.

"Isso é muito útil para os criadores. Como a lichia é perecível, os tempos de floração foram importantes para estender a estação em que a lichia está disponível nos mercados", diz Albert.

Sequenciar o genoma da lichia é apenas o começo

A equipe da SCAU iniciou o estudo do genoma da lichia como parte de um projeto maior que espera expandir muito o que sabemos sobre o DNA de importantes plantas com flores dentro da mesma família.

"Sapindaceae é uma grande família que inclui muitas plantas economicamente importantes", diz Xia. “Até agora, apenas alguns deles, incluindo lichia, longan, rambutan, yellowhorn e maple, tiveram seus genomas completos sequenciados”.

"Nós, da Faculdade de Horticultura da SCAU, estamos trabalhando em um grande projeto colaborativo de sequenciamento de mais espécies de Sapindaceae nativas da China e de importância econômica, como rambutan, sapindus (saboneteira) e cipó-balão, visando amplas e completas investigações genômicas comparativas para a genômica de Sapindaceae ", acrescenta Xia. "Os principais interesses de pesquisa serão floração, metabolismo secundário levando a sabores e fragrâncias, desenvolvimento de flores e frutos, entre outros."