Плаващ роголистникПреди повече от 450 милиона години растенията започват епичния преход от вода към суша. Сред първите пионери са били предците на скромните роголистници - група малки, невзрачни растения, които са се запазили и до днес. Нови изследвания разкриват информация за генетичните планове на плаващите роголистници разкривайки завладяващи подробности за еволюцията на растенията и първите дни на живота на сушата.
"Започнахме с разкодирането на геномите на десет вида роголистници, представляващи всички известни семейства в тази уникална група растения", разказва Питър Шафран (Peter Schafran), постдокторант в Института "Бойс Томпсън" (BTI) и първи автор на изследването. "Това, което открихме, бе неочаквано: роголистниците са запазили забележително стабилни хромозоми, въпреки че са еволюирали отделно в продължение на повече от 300 милиона години."
Схема на област от хромозома преди и след събитие на дублиране. Кредит: Wikimedia CommonsЗа разлика от много растения, при плаващия роголистник (Ceratophyllum demersum) не е имало дублиране на целия геном (когато се дублира целият генетичен материал на организма). Липсата на дублиране е довела до стабилни "автозоми" - хромозомите, които съдържат по-голямата част от генетичния материал на организма - които са останали относително непроменени при всички роголистници въпреки дълбоката им еволюционна история.
Автозомите представляват всички хромозоми, без половите. В локусите на автозомите са локализирани автозомните гени, които определят голяма част от признаците.
Въпреки това не всички части на генома на роголистниците са толкова статични. Изследването идентифицира наличието на "допълнителни хромозоми" - допълнителен генетичен материал, който не е от съществено значение за оцеляването, но може да осигури допълнителни ползи.
Тези допълнителни хромозоми са много по-динамични, развиват се бързо и варират дори в рамките на отделните растения. Освен това международният екип изследователи установява потенциални полови хромозоми при някои видове, което хвърля светлина върху еволюцията на растителните репродуктивни стратегии.
Проучването, публикувано наскоро в Nature Plants, също така даде представа за специфични характеристики за растенията. Например изследователите откриват нова информация за гени, участващи в производството на флавоноиди (пигменти, които предпазват от ултравиолетовата радиация), формирането на стомата (малки пори, които регулират газообмена) и хормоналната сигнализация. Тези открития спомагат за прецизиране на разбирането ни за това как ранните сухоземни растения са се адаптирали към новата си, негостоприемна среда.
Обширното генетично изследване на роголистниците в рамките на изследователския проект ги прави най-подробно секвенираната група растения спрямо общия брой на видовете им.
Създавайки изчерпателен набор от данни за "пан-флората" на роголистниците, изследователският екип е разработил ресурс, който да помогне на учените да разберат как е еволюирал животът на Земята. Той дава представа за това как растенията могат да се адаптират към бъдещите предизвикателства на околната среда и може да послужи като основа за усилията за създаване на по-устойчиви култури.
"Нашето изследване показва важността на изучаването на разнообразни организми, а не само на добре познати моделни видове", коментира Фей-Уей Ли (Fay-Wei Li), доцент в BTI и водещ автор. "Разширявайки познанията си за роголистниците, ние получаваме по-пълна представа за еволюцията на растенията и за невероятното разнообразие на живота на нашата планета."
Справка: Peter Schafran, Duncan A. Hauser, Jessica M. Nelson, Xia Xu, Lukas A. Mueller, Samarth Kulshrestha, Isabel Smalley, Sophie de Vries, Iker Irisarri, Jan de Vries, Kevin Davies, Juan Carlos A. Villarreal, Fay-Wei Li. Pan-phylum genomes of hornworts reveal conserved autosomes but dynamic accessory and sex chromosomes. Nature Plants, 2025; DOI: 10.1038/s41477-024-01883-w
Източник: Hornwort genomes provide clues on how plants conquered the land, Aaron Callahan, Boyce Thompson Institute
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари