Выявлен ген, ответственный за разнообразные окраски цветков сенполий

Цветки — специализированные структуры растений, состоящие из цветных лепестков и зеленых чашелистиков, — играют ключевую роль в размножении. Сенполия, или узамбарская фиалка (Streptocarpus sect. Saintpaulia ionantha Wendl.), является популярным декоративным растением. Уникальные цветовые узоры на её лепестках обусловлены накоплением антоцианов — химических веществ, придающих различные оттенки.

Среди разнообразных сортов сенполий особой эстетической и садоводческой ценностью обладает разновидность с белыми полосками на лепестках. Ранее считалось, что такая окраска — результат периклинальной химеры (генетически различных клеточных слоев). Однако недавние исследования на хризантемах указали на возможную роль гена MYB в вариациях окраски цветков.

Чтобы выявить механизмы, лежащие в основе накопления пигмента и формирования узоров у сенполий, группа учёных под руководством профессора Мунетаки Хосокавы из Университета Киндай (Япония) провела исследование. Они предположили, что белополосатый узор вызван избирательной регуляцией генов, а не химерностью, и провели углублённый анализ экспрессии генов и эпигеномное профилирование. Результаты опубликованы в журнале New Phytologist.

Используя методы культуры тканей, исследователи получили растения сенполий с розовыми, белыми или белополосатыми лепестками. Анализ показал вариации в накоплении антоцианов и случайный характер пигментации. Кроме того, несколько флавоноидных соединений, обильных в розовых лепестках, присутствовали в очень малых количествах в белых.

Расшифровка генома показала, что ключевые гены биосинтеза антоцианов (ABGs) подавлены в белых лепестках. С помощью количественной ПЦР в реальном времени и филогенетического анализа учёные выявили, что гены SiMYB2 и SibHLH2 могут быть связаны с нестабильной пигментацией.

Анализ уровня метилирования этих генов позволил идентифицировать SiMYB2 как специфический ген, ассоциированный с нестабильным накоплением пигмента. Ген SiMYB2 продуцирует два различных транскрипта мРНК: SiMYB2-Long и SiMYB2-Short. SiMYB2-Long экспрессировался в окрашенных тканях, а SiMYB2-Short — только в неокрашенных.

Таким образом, это исследование идентифицировало ген, ответственный за вариацию фенотипа сенполий, которая меняется при размножении методом культуры тканей.