Анализ генома древнего растения раскрывает, как растения научились выживать на суше
Международная команда, включая исследователей из Объединенного института генома Министерства энергетики США (DOE JGI), проанализировала геномную последовательность обыкновенной печеночницы (Marchantia polymorpha). Результаты, опубликованные 5 октября 2017 года в журнале Cell, позволили выявить гены и семейства генов, сыгравшие решающую роль в эволюции растений и сохранившиеся на протяжении миллионов лет.
Ключевые находки:
- Биосинтез ауксина: Обнаружен минимальный, но полный путь биосинтеза гормона ауксина, критически важного для регуляции роста и развития растений.
- Защита от УФ-излучения: Гены, кодирующие ферменты для производства "солнцезащитного крема", могли быть перенесены от древних почвенных микробов, что позволило ранним растениям переносить ультрафиолетовый свет.
- Развитие клеточной стенки: Разнообразие генов, кодирующих ферменты для развития клеточной стенки, подчеркивает её важность для перехода к наземным растениям. Обнаружены ранние гены биосинтеза лигнина.
- Удержание воды: Найдены гомологичные гены для биосинтеза абсцизовой кислоты — гормона стресса, регулирующего переход растения в состояние покоя при нехватке воды.
- Эволюция клеточного деления: Печеночницы сохранили следы путей клеточного деления, предшествующих специфическим для наземных растений путям.
Исследование, проведенное в рамках программы DOE JGI Community Science Program, позволяет проводить сравнительный геномный анализ с другими ранними растениями, такими как плаунок Selaginella moellendorffii и мох Physcomitrella patens. Понимание исходных функций генов у более простых растений помогает определить роль родственных генов у сложных растений, что важно для миссий Министерства энергетики в области биоэнергетики и экологических процессов.