31.12.2015

Наука проливает свет на различие полов растений в саду
Хурма относится к небольшому кругу растений с разнополыми растениями – каждое отдельное дерево является либо мужским, либо женским. В опубликованной не так давно в журнале «Science» работе, ученые из Университета Калифорнии в Дэвисе и Киотского университета в Японии обнаружили, как у хурмы определяется пол, что потенциально открывает массу новых возможностей для селекции растений.

Большинство растений обладают как мужскими, так и женскими половыми органами на одном растении. Некоторые хорошо известные нам культивируемые виды, такие как помидоры, рис и фасоль, переносят пыльцу с мужских половых органов на женские прямо внутри одного цветка. Другие используют хитроумные схемы, обеспечивающие опыление одного цветка другим. Лишь около 5 процентов всех видов растений обладают отдельными полами, формируя явление, получившее название раздельнополость, или «двудомность».

– Подумайте об этом как о лучшем трюке природы, позволяющем убедиться, что воспроизведение включает в себя двух различных представителей одного вида, обеспечивая, таким образом, максимальное перемешивание генов. Хурма, фисташки, дикий виноград, киви, хмель, шпинат и даже марихуана – двудомные, – объясняет Лука Комаи, профессор биологии растений из Калифорнийского университета в Дэвисе и ведущий автор статьи.

У млекопитающих, пол определяется Х и Y хромосомами: мужчины обладают X и Y хромосомами; женщины наделены двумя Х хромосомами. Один единственный ген Y отвечает за запуск развития мужских признаков. Большинство двудомных растений напоминают человеческую систему, с XY у мужчин и XX у женщин. А вот какой ген несёт ответственность за определение пола растения долгое время оставалось тайной.

Такаши Акаги, Изабель Генри и Комаи из Калифорнийского университета в Дэвисе работали с семьёй деревьев хурмы (Diospyros lotus), посаженных Рютаро Дао в Киотском университете. Они прошлись по геномам некоторых из этих деревьев в поисках генов, которые были бы исключительны для мужских растений и нашли необычный ген, который они назвали OGI (в переводе с японского – мужское дерево). Учёные обнаружили, что в отличие от большинства генов, OGI не кодирует белок. Вместо этого, он кодирует очень небольшой кусок РНК, который действует как «молекулярные ножницы», вырезая выражение другого гена, названного MeGI (в переводе с японского – женское дерево).

У женских деревьев MeGI достигает высокого уровня и действует как стерилизующий агент, подавляя образование пыльцы. У мужских деревьев OGI предотвращает накопление MeGI. Регулирование РНК ножниц может быть непостоянным, и это помогает объяснить, почему растения, генетически относящиеся к одному полу, но функционально принадлежащие к разным полам, могут превращаться в двудомные виды.

По словам профессора Комаи, открытие системы OGI-MeGI у хурмы создаёт возможность сравнения параллельных исследований других двудомных видов растений.

– Благодаря тому, что отдельные пола развивались независимо в различных растениях, мы можем эффективно повторить эволюционный игру и задаться вопросом, могут ли растения изобретать различные решения одной и той же проблемы, или же система регулирования создаётся снова и снова, – отметил профессор.

Полученные результаты также обладают и практическим применением.

– Раздельнополость представляет собой наиболее эффективный способ получения гибридов растений, а гибриды являются ключом к производительности сельского хозяйства, – поясняет профессор Генри. – В будущем, мы сможем вывести из двудомных растений новые виды, облегчив тем самым получение гибридов за счёт использования природной системы.

Источник: supersadovod.ru

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

7 + 9 =