Растения предпочитают и сохраняют гены одного из родителей-предков

Гибридные растения с несколькими наборами хромосом демонстрируют предпочтительное отношение к генам одного древнего родителя по сравнению с генами другого. В некоторых случаях нежелательные гены со временем удаляются из генома.

Учёные из Университета Пердью, Калифорнийского университета в Дэвисе и Университета Южной Калифорнии изучили геном Arabidopsis suecica — гибридного вида с четырьмя наборами хромосом. Этот вид образовался десятки тысяч лет назад в результате скрещивания Arabidopsis arenosa и Arabidopsis thaliana (модельного растения для генетических исследований). Результаты, опубликованные в журнале Genome Biology и отмеченные как выбор редакции в журнале Science, позволяют заглянуть в эволюционные силы и судьбу генов, унаследованных гибридом от двух родителей.

Исследователи сравнили геномы и экспрессию генов у естественного вида Arabidopsis suecica, эволюционировавшего десятки тысяч лет, и у аналогичных гибридов, созданных в лаборатории из свежих скрещиваний.

Ключевые выводы:

• Неравное наследие: Вклад генов от каждого родителя в гибриде не был равным. Гены одного родителя экспрессировались предпочтительно и на более высоком уровне.
• Предпочтение arenosa: В случаях такого предпочтения в три раза более вероятно, что преимущественно экспрессируемые гены принадлежали Arabidopsis arenosa.
• Сетевая зависимость: Пары генов, которые совместно экспрессируются в одних и тех же тканях, также предпочтительно экспрессируются от одного и того же родителя. Это говорит о том, что гены, «настроенные» на совместную работу внутри исходного вида, с большей вероятностью сохраняются вместе в гибридном геноме с течением времени.
• Путь к диплоидизации: Геном движется к двухкопийной (диплоидной) организации, предпочтительно удаляя гены одного из родителей. Гены, которые не экспрессируются, в конечном итоге удаляются.

Это исследование позволяет «переиграть эволюционную плёнку» (по выражению Стивена Дж. Гулда), сравнивая древние природные гибриды с недавно созданными лабораторными.