Расшифровка генома проливает свет на происхождение орхидей

2 декабря 2014 года / / Рейтинг:


Международная команда учёных во главе с исследователями из Китая, Тайваня и Бельгии расшифровала геном орхидеи Фаленопсис наездник (Phalaenopsis equestris) — излюбленного родительского растения, используемого при выведении новых сортов орхидей. Среди представителей растений, которым характерен CAM-тип фотосинтеза[1], геном этой орхидеи был расшифрован первым.

По данным, опубликованным в Nature Genetics, учёные расшифровали молекулу ДНК P. Equestris, состоящую из более 1.1 миллиарда пар оснований.

По предварительным результатам последовательность перекрывает порядка 93% от полного генома P. Equestris и включает в себя более чем 29 000 генов, кодирующих белки. Среди них есть гены, которые предположительно могут объяснить все особенности растения, начиная от его положения в семействе и заканчивая генами, отвечающими за отличительные особенности сорта.

«Полная расшифровка генома P. Equestris — важный шаг, который положит начало изучению разнообразия орхидей, а также их эволюции на генном уровне, что очень важно с позиций охраны природы и экологии», — пишут авторы исследования.

«Расшифрованная последовательность также станет ключевым ресурсом в развитии новых подходов и методов генной инженерии, таких как, например, селекция при помощи маркеров и выведение трансгенных растений, что необходимо для повышения эффективности создания новых сортов орхидей», — добавили они.

Члены семейства орхидных привлекли внимание исследователей сложной структурой своих цветков, разнообразием возможных способов размножения, приспособленностью к различным условиям обитания, а также совместной эволюцией с насекомыми-опылителями.

С целью понять генетическую природу этих и других особенностей орхидей, исследователи сосредоточились на изучении P. Equestris с двойным набором хромосом. После создания библиотек ДНК, полученных из листьев и цветков нескольких растений из одной линии P. Equestris, исследователи расшифровали семь из них при помощи прибора Illumina HiSeq 2000.

Около 5 700 генов P. Equestris совпадают с теми, что были обнаружены в рисе, винограде и Резуховидке Таля. С другой стороны, учёные идентифицировали 4171 ген, не встречающийся в расшифрованных геномах других растений, среди которых та же Резуховидка Таля, виноград, рис, тополь волосистоплодный, сорго, кукуруза, некоторые виды мха и зелёные водоросли.

В труднорасшифровываемых участках генома содержатся гены, ответственные за отмирание клеток, что предположительно препятствует самоопылению.

Исследователи проследили эволюцию орхидеи, а также её положение в царстве растений, основываясь на информации, заложенной в 342 генах. Выяснилось, что семейство орхидных произошло от линии, отделившейся от других однодольных растений порядка 135 миллионов лет назад. Это разделение сопровождалось дублированием всего генома у предка большинства современных видов орхидей.

На последующих этапах исследования учёные отследили гены, ответственные за форму цветка орхидей, а также идентифицировали гены, которых кодируют ферменты, определяющие CAM-тип обмена веществ. Например, полученные данные показали, что САМ-тип фотосинтеза у орхидей возник в результате нескольких дублирований и выпадений отдельных генов в этой линии.


[1] Растения, фотосинтезирующие по CAM-типу, фиксируют атмосферный СО2 ночью, тогда как днём их устьица закрыты.


оставить комментарий

Чтобы оставлять комментарии, вам необходимо сначала войти или зарегистрироваться на сайте.

Также вы можете войти через социальную сеть ВКонтактеFacebook или Twitter