Когда генов вдвое больше: что значит один лишний хромосом?
Растения часто переживают удвоение всего генома (полиплоидию) и даже становятся жизнеспособнее. Это важный эволюционный механизм: более 80% растений могут быть продуктом полиплоидии. Однако лишний набор хромосом иногда вызывает путаницу при делении клеток.
Исследование Андреаса Мадлунга, Кирстен Райт и Дж. Криса Пайрса, опубликованное в American Journal of Botany, изучило влияние полиплоидии на митоз — обычное деление клеток, обеспечивающее рост растения.
Учёные исследовали резушку Arabidopsis suecica — природный полиплоид с 26 хромосомами, который также можно получить в лаборатории. Он образовался от гибридизации тетраплоидной Arabidopsis thaliana (20 хромосом) и тетраплоидной Arabidopsis arenosa (32 хромосомы).
Результаты:
- В небольшом числе клеток как у природной, так и у одной из двух новосинтезированных линий A. suecica обнаружились лишние или отсутствующие хромосомы.
- У вида-предка A. arenosa многие клетки имели разное число хромосом.
- У A. thaliana (диплоидной и тетраплоидной) большинство клеток имело ожидаемые 10 или 20 хромосом соответственно.
- В случаях с неожиданным числом хромосом их количество варьировалось между клетками, как в мозаике, что указывает на нестабильность этих изменений.
Ключевые выводы:
- Клетки растений могут выдерживать значительную степень анеуплоидии (отклонения в числе хромосом) в тканях без видимых негативных последствий.
- Ткань представляет собой мозаику из анеуплоидных и эуплоидных (с нормальным набором) клеток.
- Высокая фертильность растений предполагает, что в формировании гамет, вероятно, участвуют в основном эуплоидные клетки.
Небольшие изменения в числе хромосом в соматических клетках переносятся, но не закрепляются, что даёт новое понимание того, как полиплоидия и геномные изменения могут вести к эволюционным преобразованиям и влиять на приспособленность растений.