Геномное исследование раскрывает эволюционные секреты баньяна

Баньян Ficus microcarpa известен своими воздушными корнями, которые прорастают из ветвей и достигают почвы. У дерева также уникальные отношения с осой-опылителем, с которой оно коэволюционировало.

Новое исследование, опубликованное в журнале Cell, выявило области в геноме баньяна, которые:

  • Способствуют развитию необычных воздушных корней.
  • Усиливают способность дерева подавать сигналы своей осе-опылителю.

Также была обнаружена область, определяющая пол, у родственного вида Ficus hispida. В отличие от F. microcarpa (имеет воздушные корни и обоеполые цветки), F. hispida образует отдельные мужские и женские деревья и не имеет воздушных корней.

Значение и отношения

Фикусы — ключевой вид в большинстве тропических лесов, они поддерживают не менее 1200 видов птиц и млекопитающих. Отношения между фикусами и осами — научная загадка: форма и размер ос точно соответствуют плодам, а каждый вид фикуса производит уникальный "парфюм" для привлечения своего опылителя.

Геномные открытия

  1. Воздушные корни: В геноме баньяна обнаружено больше сегментных дупликаций (~27% генома), чем у F. hispida. Эти дупликации увеличили число генов, связанных с синтезом и транспортом ауксинов (гормонов роста).

    • Уровень ауксинов в воздушных корнях в 5 раз выше, чем в листьях.
    • Дуплицированные области также содержат гены светового рецептора, ускоряющего производство ауксина, и гены для летучих соединений, сигнализирующих опылителям.

  2. Коэволюция с осой: Геном осы-опылителя сохраняет гены обонятельных рецепторов, которые обнаруживают те же летучие соединения, что производит баньян. Это признак коэволюции.

  3. Определение пола: Обнаружен Y-хромосомный специфичный ген, экспрессирующийся только у мужских растений двудомных видов (как F. hispida). У этих видов ген дуплицирован дважды (3 копии), а у однодомных фикусов — только одна копия, что указывает на его ключевую роль в определении пола.

2020-10-08