Память в семенах: как растения передают информацию об окружающей среде через поколения

Фенотипическая пластичность позволяет растениям адаптировать свои физические черты в ответ на изменения окружающей среды. Новое исследование, проведенное командами из Пекинского лесного университета и Университета Цинхуа и опубликованное 25 июня 2024 года в Horticulture Research, раскрывает генетические основы наследования этих адаптивных признаков.

Экспериментальный дизайн

Исследователи использовали вложенный экспериментальный дизайн на рекомбинантных инбредных линиях (RILs) Arabidopsis thaliana. Растения-матери выращивались в условиях высокой и низкой освещенности, а их потомство — как в совпадающих, так и в контрастных световых условиях. Это позволило оценить влияние материнской среды на такие признаки, как количество листьев, и понять механизмы их наследования.

Ключевые выводы

• Генетическая архитектура фенотипической пластичности меняется между поколениями и значительно зависит от условий окружающей среды, в которых находилось материнское растение.
• Были идентифицированы специфические локусы количественных признаков (QTLs), связанные с фенотипической пластичностью. Эти QTLs варьировались в зависимости от условий освещения и контекста поколения.
• Адаптивные реакции обусловлены сложным взаимодействием генетических и эпигенетических факторов.

Значение исследования

Как отметил старший автор работы доктор Ронглинг У, исследование показывает, как растения наследуют адаптивные признаки через поколения по генетическим и негенетическим путям. Понимание взаимодействия между материнской средой и признаками потомства может помочь в создании более устойчивых к изменению климата культур. Эти знания также углубляют понимание эволюционной биологии, показывая, как организмы справляются с изменчивостью среды на протяжении поколений.