За последнее десятилетие, для изучения генетического разнообразия на уровне рода, были разработаны молекулярные маркеры – RAPD, AFLP и единичные повторы последовательности (SSR).
RAPD использовался для оценки уровня генетического разнообразия и взаимосвязей между различными клонами V. planifolia и родственными видами. Эти данные подтвердили очень ограниченную изменчивость сообщества V. planifolia, указывающую на его узкую генетическую базу и тесную связь с V. tahitensis J.W. Moore (Besse et al., 2004; Minoo et al., 2008; Schlüter et al., 2007). В исследовании, включающем как листовые, так и безлистные видоы, такие как V. planifolia, V. tahitensis, V. andamanica Rolfe, V. pilifera Holtt. и V. aphylla Blume (рис. 5.2), наблюдалась разумная вариабельность, свидетельствующая о возможности естественного самосева в дикой природе. Несмотря на внешнее морфологическое сходство, V. andamanica не имеет близкого родства с V. planifolia или V. tahitensis, а её образцы отличаются от всех других изученных видов, образуя отдельный уникальный кластер (Minoo et al., 2008). Между восемью различными образцами V. andamanica наблюдалась значительная изменчивость, подтверждающая вероятность того, что этот вид действительно произошел с Андаманских островов, где возможно семенное размножение (Minoo et al., 2008). Ранее сообщалось о появлении естественных семян у V. wightiana в Индии (Rao et al., 2000).
РИСУНОК 5.2. Цветки индийских видов ванили: (a) и (b) V. andamanica с разным цветом губы, (c) V. pilifera с указанием посещения насекомыми и d) V. aphylla.
Профили AFLP были разработаны для анализа видов Vanilla, межвидовых гибридов и самоопыленных потомков (Bory et al., 2008c; Lubinsky et al., 2008a; Minoo et al., 2006b). Все эти анализы сошлись на том, что большинство образцов V. planifolia, культивируемых за пределами Мезоамерики, демонстрируют очень низкий уровень генетического разнообразия, поскольку произошли от одного образца, возможно, мексиканского сорта «Манса» из Папантлы.
Также были изучены закономерности диверсификации у культурного вида и проведено сравнение с другим культурным (V. tahitensis) или дикорастущими видами (V. aphylla, V. bahiana, V. insignis, V. odorata и V. pompona). У этих родственных видов, межвидовых гибридов и самоопыленных потомков был обнаружен четкий полиморфизм.
Сообщалось о разработке SSR-маркеров (микросателлитов) (Bory et al., 2008b). Описаны выделение и характеристика 14 микросателлитных локусов V. planifolia. Как и ожидалось, внутри культурных образцов они были мономорфными, исходя из вероятного единственного клонального происхождения этой культуры и предыдущих генетических исследований. Эти маркеры были переносимыми для V. tahitensis, и 11 локусов оказались полиморфными между этими двумя близкородственными видами. Кроме того, некоторые из этих маркеров были переносимыми и полиморфными среди 15 других дикорастущих американских, африканских и азиатских видов и выявили устойчивые взаимосвязи между ними, а также четкую картину дифференциации видов Старого и Нового Света внутри рода. Кроме того, использование микросателлитов позволило провести первую молекулярную оценку уровней гетерозиготности у этого вида, что было невозможно при использовании доминирующих маркеров, таких как AFLP или RAPD.
Для реконструкции эволюционной истории ванилоидных орхидей, включая несколько видов Vanilla, использовалось секвенирование нейтральных генов (Cameron, 2000, 2004, 2009; Cameron and Molina, 2006; Cameron et al., 1999). Последовательности ядерной ДНК (внутренний транскрибируемый спейсер, ITS) и пластид (ген rbcL) использованы для выяснения происхождения таитянской ванили (Lubinsky et al., 2008b). Полиморфизм длины гена ненейтральной О-метилтрансферазы кофейной кислоты также недавно был использован для анализа 20 видов ванили и подтвердил сильную дифференциацию видов Старого и Нового Света в этом роде (Besse et al., 2009). На основе данных секвенирования ядерной и плазмидной ДНК Кэмерон (Cameron, 2005) предложил создать систему штрих-кода (Lahaye et al., 2008) для ванили с использованием области ITS и межгенного спейсера psbA-trnH. Эта система может позволить рутинную идентификацию образцов ванили до уровня вида и, возможно, даже до уровня образца.
Для построения надежной филогении рода Vanilla необходимо задействовать эталонные гербарные образцы. С этой целью следует рассмотреть возможность создания пластидных мононуклеотидных микросателлитов для ванили (особенно при использовании образцов деградированной ДНК, извлеченных из гербарного материала), которые уже успешно применялись для биогеографических исследований орхидей (Fay and Krauss, 2003; Micheneau, 2002).