Някои паразитни растения могат да крадат гени и после да ги използват срещу гостоприемниците си

Екип от учени е открил, че група паразитни растения редовно "крадат" гени от техните гостоприемници. След това тези гени се включват в ДНК на растенията, които ги използват, за да заобиколят защитните механизми на гостоприемника, разказва Natural Science news.

Пълният текст на доклада е публикуван в списание Proceedings of the National Academy of Sciences.

Хоризонталният генен трансфер (Horizontal gene transfer - HGT) е трансфер на гени между два различни организма. Обикновено гените се предават от родители на деца. При хоризонталния пренос на гени, ДНК се прехвърля по различен начин и прехвърлянето често се случва между два различни вида. Известно е, че бактериите и други микроби имат тази способност. Макар и рядко, има някои случаи на HGT при еукариоти (организми с клетки с ядра, такива са всички растения и животни, включително и ние, хората), включително някои растения.

Екипът е открил доказателства за хоризонтален генен трансфер в три вида от семейство Orobanchaceae, група паразитни растения, наречени воловодец. Много от тези плевели са опасни и често унищожават цялата реколта.

Установени са 52 случая на хоризонтален генен трансфер от растението-гостоприемник в паразитните видове.

^{Orobanche Cumana (вдясно) паразитиращи върху слънчоглед (вляво). Източник: Christopher Clarke, Penn State}

"Прехвърлените гените са функционални в паразитите", обяснява Клод де Памфилис (Claude dePamphilis), професор по биология в Университета на Пенсилвания и съавтор на доклада. Въпреки че HGT е рядкост в сложните организми, това може да се случи при паразитните растения.

"Екипът използва генетични данни, за да възстанови еволюционната история на хиляди гени в паразитните растения", заяви де Памфилис. Учените изследват експресията на генни последователности в три от тези растения: Triphysaria versicolor , Striga hermonthica (гигантска вещицова трева) и Phelipanche aegyptiaca (египетска синя китка).

^{Phelipanche aegyptiaca (египетска синя китка)}

Изследователският екип изследва и непаразитния растителен вид, наречен Lindenbergia philippensis и геномни последователности на 22 други непаразитни растения. Проучена е и митохондриалната РНК (която може също да извършва трансфер между приемника и паразита) като възможен източник за трансферите. Изследователите откриват, че "чуждите" последователности в паразитите са извлечени от цели гени на гостоприемниците и включени в геномите на паразитите.

Lindenbergia philippensis

Изследователите смятат, че този трансфер повишава способността на паразита да нахлуе в своя гостоприемник и да преодолее естествените му защитни сили. Гените, откраднати по този начин, могат и да осигурят на паразита повишена устойчивост към инфекции и патогени, която растението-гостоприемник е развило, за да се бори срещу тях.

^{Striga Asiatica в нива със сорго в Малави-Танзания 2011 г. Източник: Mike Timko}

"Паразитните растения изглежда с много по-голяма скорост извършват хоризонтален пренос на гените от непаразитните растения и смятаме, че това е защото имат много по-близка връзка с гостоприемника си", - отбелязва де Памфилис .

Паразитните растения проникват с корените си в техния гостоприемник, който използват, за да извлекат вода, захари, минерали, дори нуклеинови киселини, като ДНК и РНК, добавя де Памфилис. "По този начин те крадат гени от своите растения-гостоприемници, включвайки ги в генома си, а след това обръщайки много често тези гени обратно като оръжие срещу гостоприемника".

^{Поле с диви треви и други растения гостоприемници на Triphysaria eriantha в Калифорния. Източник: Huiting Zhang}

Откритията на екипа предоставят нови прозрения за хоризонтален генен трансфер при еукариотните организми. Този тип генен трансфер е много по-често при паразитни растения, които използват новите гени, за да заразят по-лесно гостоприемниците. Екипът вярва, че тяхното изследване в крайна сметка ще доведе до развитието на устойчиви на паразити култури.

Още по темата

10/05/2016

Животът

Бактерии дават представа как птиците са добили криле

17/03/2016

Животът

Фотосинтезата е по-стара, отколкото се мислеше досега

28/01/2016

Животът

Опасни ли са генномодифицираните земеделски култури за околната среда

26/11/2015

Животът

Бавноходката краде гени от други видове