Бумажная шелковица развила свою уникальную волокнистую внутреннюю кору около 31 миллиона лет назад, задолго до того, как древесное дерево впервые стало использоваться для изготовления книг во времена династии Тан в Китае. Эта адаптация, которая позволяет богатому питательными веществами растению легко проходить через кормящихся животных, возможно, была его способом питания близлежащих почвенных микробов. Ботаники в Китае обнаружили эту связь в первом анализе генома Broussonetia papyrifera, опубликованном 26 февраля в журнале Molecular Plant.
Используя сравнительную генетику, исследовательская группа также обнаружила, что бумажное тутовое дерево выработало сложный набор флавоноидов. Эти соединения, обычно используемые в традиционной китайской медицине, могут помочь корням растений привлечь азотфиксирующие бактерии, такие как Pseudomonas и Rhizobia, которые, в свою очередь, стимулируют рост листьев и стеблей (тактика, обычно используемая бобовыми) и усиливают способность бумажной шелковицы адаптироваться к широкому спектру условий.
«Уникальные свойства бумажной шелковицы согласуются с древнекитайской философией взаимного продвижения и сдерживания, предполагая, что бумажная шелковица - очень сложная и замечательная порода деревьев», - пишут авторы во главе с ботаником Шихуа Шэнем из Ключевая лаборатория растительных ресурсов Китайской академии наук. «И люди, и домашний скот могут получить пользу от симбиоза бумажной шелковицы и микробов».
Бумажное тутовое дерево, имеющее более 30 000 генов, произрастает в Азии и имеет долгую историю применения. Кора бумажной шелковицы является основным сырьем для изготовления бумаги Цай Лунь, одного из четырех великих изобретений древнего Китая. Листья дерева являются сырьем для высококачественного белкового корма. А благодаря высокому содержанию флавоноидов тутовник бумажный вступает во взаимоотношения с различными полезными почвенными бактериями.
«Бумажная шелковица - очень важное многоцелевое ресурсное растение», - говорит Шен. «Однако отсутствие систематических исследований и искусственное одомашнивание препятствуют развитию и использованию растения, которое далеко отстает от других экономических культур. Мы надеемся, что это исследование будет способствовать выведению новых сортов бумажной шелковицы с более высокой урожайностью и высоким качеством».
Исследовательская группа планирует продолжить изучение молекулярных механизмов, которые приводят к экономически важным характеристикам, таким как производство целлюлозы, бумаги и создание сырья, лекарств и продуктов питания.