Геномный анализ изменил представление о происхождении злаков
Новое исследование раскрывает тайны ранней эволюции злаковых. Геном тропического родственника зерновых помог ученым понять как формировались важные сельскохозяйственные признаки.
Юлия УгловаАвтор Hi-Tech Mail
Международная группа ученых, в которую вошла почетный член Центра изучения растений им. Дональда Данфорта Элизабет «Тоби» Келлогг, создала детальную геномную сборку на уровне хромосом растения Streptochaeta spicata. Результаты этой работы, опубликованные в журнале Nature Communications, предлагают новый взгляд на самую раннюю эволюцию семейства злаковых.
Объектом исследования стала стрептохета колосковая (Streptochaeta spicata) — тропический родственник злаков, обитающий в Центральной и Южной Америке. Это растение занимает уникальное положение у самого основания филогенетического древа злаков, отделившись от общей линии предков более 50-60 миллионов лет назад. Благодаря этому ключевому положению его геном служит своеобразным генетическим слепком или «капсулой времени», позволяющей реконструировать геном общего предка всех ныне живущих злаков.
Сравнив этот древний геном с геномами других представителей семейства, исследователи обнаружили новые свидетельства древних генетических событий. Все современные злаки несут на себе отпечаток масштабного удвоения всего генетического материала (полиплоидии), которое произошло десятки миллионов лет назад. Эффект этого древнего события до сих пор виден во всех основных зерновых культурах мира — от пшеницы до кукурузы. Именно полиплоидия заложила основу для того необычайного разнообразия, которое позволило злакам стать доминирующим семейством растений.
Злаки являются наиболее экономически важным семейством растений в мире. К ним относятся рис, пшеница, кукуруза, сорго, ячмень и сахарный тростник, которые составляют основу рациона человечества. Понимание их глубокой эволюционной истории дает ученым инструменты для понимания того, как возникали важные признаки, такие как структура зерна или устойчивость к засухе.
Эти знания могут послужить основой для будущих усилий по использованию скрытого генетического разнообразия сельскохозяйственных культур и их диких родственников. Включение данных о геноме стрептохеты в глобальные базы данных поможет селекционерам находить полезные гены для повышения урожайности и устойчивости к изменению климата.
По словам Элизабет Келлогг, злаки обеспечивают значительную часть продовольствия, от которого зависят люди во всем мире, но самые ранние этапы их эволюционной истории было трудно реконструировать. Данное исследование показывает, что геном предковых злаков лежит в основе всего современного разнообразия этих культур. Ученые надеются, что работа поможет правительствам и международным организациям более полно интегрировать вопросы питания в политику развития сельского хозяйства и обеспечения продовольственной безопасности.
Ранее биолог раскрыл неожиданную пользу сушеных яблок для иммунитета. Подробности — в другом материале Hi-Tech Mail.
природаБиологияПоделиться
