Расшифрованы тайны примулы обыкновенной

Учёные из Университета Восточной Англии расшифровали полную последовательность генома примулы обыкновенной — растения, репродуктивная биология которого увлекала натуралиста викторианской эпохи Чарльза Дарвина.

Впервые была идентифицирована картина генов, работающих в двух различных цветковых формах примулы, участвующих в процессе размножения. Это даёт новое понимание загадки, над которой учёные бьются более 150 лет.

Растения Primula vulgaris цветут одним из двух способов: у них либо длинный столбик и низко расположенные пыльники, либо короткий столбик и высоко расположенные пыльники. Эти формы известны как "pin" и "thrum". Дарвин посвятил целую книгу вопросу, почему некоторые виды, такие как примула, развивают две разные формы цветков. Он пришёл к выводу, что это механизм, способствующий перекрёстному опылению между особями.

Недавно было показано, что кластер генов, известный как S-локус (локус длины столбика), является центром управления развитием цветков. Этот S-локус отсутствует у половины особей вида. Этот кластер включает одни гены и выключает другие, создавая разные паттерны экспрессии генов в цветках форм pin и thrum.

Команда из Университета Восточной Англии, базирующаяся в соседнем Институте Эрлхэма, ранее секвенировала S-локус и описала аспекты его эволюции. Новая статья, опубликованная в Scientific Reports, описывает полную последовательность генома P. vulgaris и показывает, что S-локус контролирует сотни генов по всему геному. Команда также идентифицировала гены, которые активируются в его отсутствие — в форме pin.

Завершение секвенирования генома прокладывает путь к идентификации генов, регулируемых S-локусом, и добавляет новые части к пазлу.

Цель команды — продолжить исследования, чтобы понять, как две разные архитектуры цветков pin и thrum управляются S-локусом и регулируемыми им генами. Они также сотрудничают с исследователями из Японии, изучающими аналогичный механизм у гречихи — единственной сельскохозяйственной культуры с двумя такими различными формами, чтобы выяснить, работают ли там сходные геномные механизмы.

Статья 'Primula vulgaris (primrose) genome assembly, annotation and gene expression, with comparative genomics on the heterostyly supergene' опубликована в журнале Scientific Reports 18 декабря 2018 года.