Вчені просунулися у вивченні геномів рослини з рекордними темпами росту

Вольфія, або ряска, відома своїми надзвичано швидкими темпами росту з усіх відомих у світі рослин, втім, секрет такого швидкого зростання довгий час залишався загадкою для вчених. Натомість зусилля багатьох дослідників під керівництвом вчених з Інституту Солка повідомляють про нові висновки про геном рослини, які пояснюють, як вона здатна так швидко рости, пише EurekAlert.

«Значного наукового прогресу досягнуто завдяки організмам, які насправді є простими, наприклад, дріжджі, бактерії та глисти, – зазначив Тодд Майкл, перший автор статті та професор-дослідник у лабораторії молекулярної та клітинної біології рослин Салка. – Ідея полягає в тому, що ми можемо використовувати абсолютно маленьку рослину, таку як вольфія, щоб зрозуміти фундаментальну роботу того, що робить рослину рослиною».

Вольфія, яка зустрічається в прісних водах на всіх континентах, крім Антарктиди, розмножується подібно до дріжджів, коли дочірня рослина відростає від матері. Деякі експерти вважають, що при збільшенні часу подвоєння до доби вольфія може стати важливим джерелом білка для харчування зростаючого населення Землі.

Щоб зрозуміти, які адаптації в геномі вольфії обумовлюють її швидке зростання, дослідники вирощували рослини в циклі світла/темряви, а потім аналізували їх, щоб визначити, які гени були активними в різний час доби.

«Дивно, але вольфія має лише половину кількості генів, які регулюються циклами світло/темрява в порівнянні з іншими рослинами, – говорить вений. – Ми вважаємо, що саме тому вона росте так швидко. У неї немає норм, які обмежують час зростання».

Дослідники також виявили, що генів, пов’язаних з іншими важливими елементами поведінки рослин, такими як захисні механізми та ріст коренів, немає.

«Ця рослина скинула більшість генів, які їй не потрібні, – додає Майкл. – Здається, вона еволюціонувала, щоб зосередитись лише на неконтрольованому, швидкому зростанні».

За словами дослідника і професора Джозефа Еккера, який також є директором лабораторії геномного аналізу Салка та співавтором дослідження, дані про геном вольфії можуть дати важливе розуміння взаємодії між тим, як рослини розробляють свій план тіла і як вони ростуть. Ця рослина обіцяє стати новою лабораторною моделлю для вивчення центральних характеристик поведінки рослин, зокрема того, як гени сприяють різній біологічній діяльності.

Одна з основних задач лабораторії Майкла – навчитися розробляти нові рослини з нуля, щоб їх можна було оптимізувати для певної поведінки. Поточне дослідження розширює знання з базової біології рослин, а також пропонує потенціал для поліпшення врожаю та сільського господарства.