Биологи впервые расшифровали геном четырех примитивных родичей травянистых растений, что позволило им выявить эпизоды удвоения генома и две ключевых мутации, которые позволяют современным злакам и другим травам быстро расти и производить крахмал. Это открытие поможет повысить продуктивность растений, лишенных этой «суперспособности», сообщила пресс-служба Висконсинского университета в Мадисоне (UWM).
«Мы выявили две мутации в геномах злаковых растений, которые играют критически важную роль в формировании дополнительного пути синтеза лигнина, необходимого для быстрого роста этих представителей флоры. Мы можем внести схожие мутации в геном других растений, что также позволит им быстро производить лигнин», — пояснил профессор UWM Хироси Маэда, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как объясняют профессор Маэда и его коллеги, многие важнейшие сельскохозяйственные культуры, такие как пшеница, рис и кукуруза, относятся к числу травянистых злаковых растений, способных быстро расти и накапливать калории в своих семенах в виде крахмала. Ученых давно интересует то, как эти растения и прочие формы трав стали доминирующими представителями цветочной флоры на Земле и как они приобрели способность быстро расти.
Для получения этих сведений молекулярные биологи расшифровали и сравнили друг с другом геномы четырех примитивных родственников злаков — Joinvillea ascendens, Ecdeiocolea monostachya, Pharus latifolius и Typha latifolia. Этот анализ помог исследователям раскрыть происхождение двух ключевых метаболических систем злаковых растений — гена PTAL, отвечающего за производство лигнина, основы растительной биомассы, а также набора из трех ключевых участков ДНК, отвечающих за синтез крахмала.
Этот набор генов, как показал анализ структуры ДНК медленнорастущего южноамериканского растения Joinvillea ascendens, возник в результате полного удвоения генома общего предка всех злаковых растений. В результате этого в семенах злаков начало запасаться вдвое больше калорий, чем в зернах других цветочных растений, что помогает пшенице, кукурузе и рису быстрее прорастать, достигать высокого роста и извлекать больше энергии из солнечного света.
В свою очередь, ген PTAL возник еще до появления общего предка всех злаков в результате удвоения гена PAL, отвечающего за синтез лигнина в незлаковых растениях, и появления в нем двух точечных мутаций. Как отмечают исследователи, это дает надежду на то, что внесение аналогичных изменений в геном других культурных растений, не связанных со злаками, позволит сделать их столь же продуктивными, как рис или пшеница.
Войдите, чтобы отправить комментарий