Расшифрован механизм «драйва» B-хромосом у пшеницы

Около 15% всех эукариотических видов, помимо стандартного набора хромосом (A-хромосом), несут дополнительные B-хромосомы. В отличие от жизненно важных A-хромосом, B-хромосомы не являются необходимыми и часто наследуются с преимуществом — это явление называется «хромосомным драйвом». Механизмы этого процесса долгое время оставались неизвестными.

Ученые из Института генетики растений и исследований сельскохозяйственных культур им. Лейбница (IPK) в Гатерслебене изучили механизм драйва B-хромосом у дикого предка пшеницы — Aegilops speltoides. Этот вид несет 14 стандартных A-хромосом и до 8 B-хромосом.

Ключевые открытия исследования:

• С помощью сравнительной геномики был идентифицирован B-хромосом-специфичный повтор, позволивший отслеживать B-хромосомы в процессе развития пыльцы.
• Обнаружено, что накопление B-хромосом вызывается асимметричным веретеном деления и нерасхождением сестринских хроматид во время первого митоза в пыльцевом зерне.
• Для анализа был разработан новый проточно-цитометрический подход, позволивший дифференцировать вегетативные и спермальные ядра пыльцы и подсчитать в них B-хромосомы.
• Оказалось, что более 93% B-хромосом накапливаются именно в генеративных (спермальных) ядрах, что и обеспечивает их преимущественную передачу потомству.

Исследование, опубликованное в New Phytologist, не только представляет проточную цитометрию как надежный метод изучения хромосомного драйва, но и дает новое понимание его механизмов. Это важный шаг к расшифровке функции, регуляции и эволюции B-хромосом у растений.