Геном кувшинки проливает свет на раннюю эволюцию цветковых растений

Международное исследование, опубликованное в журнале Nature, представило полную последовательность генома голубой кувшинки (Nymphaea colorata) размером 409 мегабаз. Анализ показал, что отряд кувшинкоцветных (Nymphaeales) является одной из двух сестринских линий для всех остальных цветковых растений, что во многом объясняет их успех, включая использование цветочного аромата для привлечения опылителей.

Ключевое положение на эволюционном древе

Учёные пришли к выводу, что кувшинкоцветные и другой отряд, Amborellales (включающий единственный вид Amborella trichopoda), являются сестринскими группами для всех прочих цветковых растений (покрытосеменных). Это разделение, возможно, связано с событием удвоения всего генома, произошедшим 147–185 миллионов лет назад.

Роль цветочного аромата

Исследователи из Университета Теннесси (UTIA), участвовавшие в проекте, проанализировали генетическую основу биосинтеза цветочного аромата у кувшинок.

• Значение аромата: По данным USDA, около 35% мировых продовольственных культур зависят от опылителей, многие из которых ориентируются по запаху.
• Эволюционный прорыв: В отличие от непахучей Amborella trichopoda, кувшинки развили привлекательные ароматы и цвета. Анализ химических соединений и генов биосинтеза у N. colorata показал, что эти механизмы эволюционировали параллельно с таковыми у основных групп покрытосеменных.

Генетические инновации

Среди генов, сохранённых после удвоения генома у предков кувшинкоцветных, обнаружены гомологи генов, регулирующих переход к цветению и развитие цветка у всех цветковых растений. Уникальное филогенетическое положение кувшинок делает их геном ключом к пониманию ранней эволюции покрытосеменных.

Публикация: Статья "The water lily genome and the early evolution of flowering plants" была опубликована онлайн 18 декабря в Nature и войдёт в печатный выпуск от 2 января 2020 года.