Скрытые движущие силы эволюции: Мобильные генетические элементы в геномах Rosaceae

Мобильные генетические элементы (transposable elements, TEs) — это подвижные последовательности ДНК, играющие ключевую роль в архитектуре растительных геномов и регуляции генов. Они обуславливают вариацию размера генома и влияют на экспрессию генов, изменяя регуляторные сети.

Исследование, проведенное командой из Northwest A&F University и опубликованное 26 апреля 2024 года в Horticulture Research, было направлено на изучение TEs в 14 геномах семейства Rosaceae. Ученые проанализировали их распределение, активность транспозиции, паттерны экспрессии и влияние на дифференциально экспрессируемые гены.

Ключевые результаты:

• Анализ выявил различные эволюционные паттерны ретротранспозонов с длинными концевыми повторами (LTR-RTs) и их влияние на размер генома и экспрессию генов.
• Гены, расположенные рядом с недавними вставками TEs, были связаны с устойчивостью к неблагоприятным условиям, а гены рядом со старыми вставками — с морфогенезом, ферментативной активностью и метаболическими процессами.
• LTR-RTs демонстрировали разнообразные реакции на различные условия, что подтверждает их значительную роль в эволюции растительных геномов.
• Было идентифицировано 3 695 пар синтенных дифференциально экспрессируемых генов (DEGs), расположенных рядом с TEs у сортов яблони, что указывает на вклад вставок TEs в различия сортовых признаков.

Доктор Яцян Сунь, один из авторов-корреспондентов, заявил: «Наши результаты подчеркивают ключевую роль мобильных генетических элементов в формировании геномной архитектуры и функционального разнообразия в семействе Rosaceae».

Это исследование закладывает основу для будущих работ по эволюции геномов и регуляторным механизмам TEs, а его выводы имеют значение для селекции растений и генной инженерии, особенно в контексте повышения устойчивости к стрессам и оптимизации желаемых признаков у видов Rosaceae.