Эволюция генома у молодых гибридных растений может следовать определённым «правилам»

Исследование Университета Флориды показывает, что у гибридного вида растений Tragopogon miscellus (козлобородник) может происходить быстрая эволюция генома по предсказуемым шаблонам. Это означает, что эволюция повторяется в популяциях независимого происхождения.

Учёные проанализировали гены естественно возникшего гибридного вида и пришли к выводу, что эволюция генома у гибридных полиплоидных растений может следовать набору «правил», определяющих, какие родительские гены будут утрачены. Это открытие может быть использовано для создания более высоких и стабильных урожаев у других полиплоидных сельскохозяйственных культур, таких как пшеница, кукуруза, кофе и яблони.

Ключевые выводы исследования:

• Повторяемость: Утрата определённых генов повторяется в популяциях гибрида, возникших независимо друг от друга. Это указывает на существование «правил» эволюции на генетическом уровне.
• Скорость изменений: Удивила скорость, с которой формируются паттерны утраты или сохранения генов.
• Эволюционная закономерность: Гены, продукты которых тесно взаимодействуют с другими продуктами генов, с большей вероятностью сохраняются в дублированном виде после полиплоидии. Это подтвердилось при сравнении с видами того же семейства, пережившими полиплоидию около 40 миллионов лет назад.
• Возможный механизм: Одна из возможных причин утраты генов может быть связана с изменениями в структуре хромосом.

Объект исследования:

• Вид Tragopogon miscellus (семейство астровые), возникший естественным путём на северо-западе США около 80 лет назад в результате гибридизации двух европейских видов (T. dubius и T. pratensis) с последующей полиплоидией (удвоением всего генома до 24 хромосом).
• Учёные проанализировали около 70 растений из пяти природных популяций, а также растения, воссозданные в оранжереях UF.

Исследование, опубликованное в Current Biology, финансировалось UF и Национальным научным фондом (NSF). Понимание правил эволюции генома может помочь предсказать последствия генной инженерии.