Біологія
Біологія

Генетичний аналіз вказав на причини швидкорослості вольфії

Американські біологи провели генетичний аналіз геному рослини вольфії, що є однією з найбільш швидкорослих рослин. Так вони з’ясували, що здатність до швидкого розростання у цієї рослини забезпечується відсутністю майже половини генів, які регулюються циклами освітлення. Дослідження опублікували у журналі Genome Research.

Wolffia borealis. Andrey Zharkikh / Wikimedia Commons

Wolffia borealis. Andrey Zharkikh / Wikimedia Commons

Що за рослина така?

Вольфія (Wolffia) — це рід прісноводних рослин, який належить до підродини ряскових і зустрічається на всіх континентах, окрім Антарктиди.. Зовнішнім виглядом вони нагадують крихітні зелено-жовті листочки, що плавають по поверхні води. Хоча їхні розміри коливаються в межах усього кількох міліметрів, ці рослини можуть здивувати своїми масштабами: усього за добу вольфія може подвоїти свою кількість на поверхні водойми, розмножуючись брунькуванням. Це робить її однією і найшвидше зростаючих рослин на планеті та предметом вивчення багатьох учених. Науковці з Інституту біологічних наук Солка вирішили дослідити, які генетичні пристосування стоять за незвичайною здатністю вольфій.

Материнська рослина з дочірньою брунькою. Sowjanya Sree / Philomena Chu

Материнська рослина з дочірньою брунькою. Sowjanya Sree / Philomena Chu

Як це вивчали?

Вольфію вчені вивчали у лабораторних умовах, де відтворили цикли зміни освітленості, що важливо для рослин. Тоді вчені спробували визначити, які гени рослини активуються за різних умов освітлення, що відповідають різному часу доби. Здебільшого рослини активніше зростають в ранкові години.

Однак у випадку з вольфією з’ясувалося, що у цих рослин наявно менше половини генів, які регулюються циклами освітлення, які властиві більшості інших рослин. Їх у неї лише 13 відсотків, коли інші рослини мають таких генів близько 40 відсотків. Тож дослідники припускають, що саме в цьому полягає секрет швидкісного розростання вольфії — вона просто немає часового механізму регуляції зростання.

Крім цього, у цієї рослини не виявили деяких інших генів, які відповідають за захисні механізми та зростання коренів (яких у вольфії немає). Ймовірно, у процесі еволюції вольфія рухалася в бік набуття якомога швидшого розмноження, при цьому вона позбувалася непотрібних для цього генів.

Що дає це дослідження?

Окрім того, що результати американських науковців розширюють наші знання з біології, вони мають і практичне значення. Вольфії є дуже маленькими, простими та живучими, тож вони можуть стати чудовими модельними організмами для вивчення зростання та інших функцій складніших рослин. Також ця робота може допомогти створити нові сільськогосподарські культури рослин із бажаними властивостями.