Расшифровка генома Amborella проливает свет на эволюцию цветковых растений

Расшифровка генома уникального растения Amborella trichopoda дает ключ к решению "отвратительной тайны" Дарвина — вопроса о внезапном взрывном распространении цветковых растений в меловом периоде. Полное описание генома и его анализ будут опубликованы 20 декабря 2013 года в журнале Science.

Amborella — единственный сохранившийся представитель древней эволюционной линии, восходящей к последнему общему предку всех цветковых растений. Это небольшое дерево, произрастающее только в подлеске главного острова Новой Каледонии в Тихом океане.

Ключевые открытия

  • Дупликация генома: Анализ показывает, что предок всех цветковых растений, включая Amborella, эволюционировал после события удвоения всего генома около 200 миллионов лет назад. Часть дублированных генов была со временем утрачена, а другие приобрели новые функции, в том числе связанные с развитием цветочных органов. Это может объяснять резкое увеличение разнообразия цветковых в палеонтологической летописи.

  • Эволюционный эталон: Благодаря своему уникальному филогенетическому положению, геном Amborella служит эволюционной референс-последовательностью. Он позволяет понять геномные изменения у всех более поздних цветковых растений, включая важнейшие сельскохозяйственные культуры, что имеет значение для их улучшения.

  • Генетическое наследие: Ученые оценивают, что у последнего общего предка цветковых растений было не менее 14 000 белок-кодирующих генов. Многие из этих генов уникальны для цветковых и важны для формирования цветка и других специфических процессов.

  • Стабильность генома: В отличие от большинства растений, у Amborella стабилизировалась активность мобильных генетических элементов (транспозонов). "За последние несколько миллионов лет Amborella, похоже, не приобрела много новых мобильных последовательностей", — отмечает Сью Весслер. Это могло замедлить темпы эволюции как структуры генома, так и функций генов.

  • Сохранение вида: Исследование также показало, что 18 известных популяций Amborella в Новой Каледонии пережили недавнее серьезное сужение генетического разнообразия (бутылочное горлышко), аналогичное тому, что произошло при миграции людей из Африки. Это имеет важное значение для стратегий сохранения этого уникального вида.