Американские исследователи проанализировали более 70 мутантных штаммов томата и резуховидки Таля. Оказалось, что у томатов размер плода увеличили мутации в нижней области гена CLV3, а у резуховидки — и в нижней, и в верхней областях. Это указывает на то, что за все время существования растений произошло что-то, что заставило их эволюционировать по-своему. По словам ученых, регулирующие ДНК элементы у растений могут работать по-разному. Исследование опубликовано в журнале PLoS Genetics.
На протяжении веков человек выращивал и отбирал овощи с наиболее предпочтительными признаками. Сегодня в этом помогает редактирование генома растений. Люди могут создавать мутации новых культур с улучшенными свойствами. Однако получение идеального урожая по-прежнему остается непредсказуемым процессом: внесение одной и той же мутации ДНК в два разных растения не всегда дает желаемые признаки.
Американские ученые решили выяснить, почему растения по-разному реагируют на одинаковые мутации. Для этого они отредактировали геном и создали более 70 мутантных штаммов томата (Solanum lycopersicum) и небольшого цветкового растения резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana). Каждая мутация удаляла цис-регуляторный элемент ДНК вокруг гена CLV3 — известно, что его естественная мутация увеличивает размер плода.
Когда мутация была слишком сильной, рост плодов замедлялся. По словам ученых, ген помогает растениям нормально развиваться и регулировать их размер. У томата мутации в нижней области CLV3 резко повлияли на рост плода, а у резуховидки Таля для такого эффекта пришлось изменить и нижнюю, и верхнюю области гена. Это указывает на то, что за последние 125 миллионов лет — время существования растений — произошло что-то, что заставило их эволюционировать по-разному.
«Вы не можете вернуться к общему предку, потому что их больше не существует. Трудно сказать, каким было первоначальное состояние и как все перемешалось. Самое простое объяснение заключается в том, что существует регулирующий элемент, который сохранился в некотором качестве, и он был изменен незаметными способами», — рассказывает Даниэль Сирен, руководитель исследования из Лаборатории Колд-Спринг-Харбор (США).
Ученые выяснили, что у растений отличается генетическая регуляция. В будущем выявление подобных генетических различий поможет сделать генную инженерию сельскохозяйственных культур более предсказуемой и улучшить урожай во всем мире.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
