Растения дублируют ДНК для преодоления стресса
Некоторые растения после повреждения травоядными животными демонстрируют всплеск роста и репродуктивного успеха. Новое исследование связывает этот феномен со способностью растений многократно дублировать свои хромосомы без деления клетки — процессом, называемым эндородупликацией.
Исследователи из Университета Иллинойса под руководством профессора Кена Пейджа и докторанта Дэниела Скоулза изучили это явление на примере растения Arabidopsis thaliana (семейство капустных).
Ключевые результаты исследования:
- Исследовались два культивара A. thaliana: Columbia и Landsberg erecta.
- У 160 растений каждого культивара центральный стебель искусственно срезали ("выпас"), а контрольную группу не трогали.
- Columbia после срезания демонстрировал быстрый регенеративный рост и производил больше семян, чем неповреждённые растения.
- Landsberg erecta после повреждения не ускорял рост, а его семенная продуктивность снижалась.
Роль эндородупликации:
- A. thaliana изначально имеет 10 хромосом (5 от каждого родителя), но в результате эндородупликации некоторые клетки могут содержать до 320 хромосом.
- Анализ показал, что у культивара Columbia после повреждения происходило ускорение эндородупликации в некоторых тканях, что приводило к увеличению общего содержания ДНК. У Landsberg erecta такого изменения не было.
- Учёные предполагают, что дополнительная ДНК позволяет увеличить производство белков, необходимых для роста и размножения, а также приводит к увеличению размера клеток и, как следствие, всего растения.
Значение исследования:
Это первая работа, напрямую связавшая молекулярный механизм (эндородупликацию) с репродуктивным преимуществом повреждённых растений на уровне целого организма. Более ранние 30-летние исследования Пейджа в естественных условиях уже показали, что повреждённые растения могут иметь до трёхкратного репродуктивного преимущества перед нетронутыми. Теперь становится понятен возможный механизм, лежащий в основе этого явления.
Исследование опубликовано в журнале Ecology.