Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, сообщает о последовательности генома водяной лилии с голубыми лепестками (Nymphaea colorata) из 409 мегабаз. Вывод 47 соавторов состоит в том, что, хотя роза - это роза, большинство цветковых растений могут быть обязаны своим успехом, в том числе использованием цветочного аромата для привлечения опылителей, отчасти генетическим нововведениям, наблюдаемым в нежной водяной лилии.
Водяные лилии, известные во всем мире, являются излюбленным украшением прудов и частым предметом искусства, от картин до скульптур. Некоторые религии считают их символом жизни.
Эти убеждения могут быть не так уж далеки от истины. Авторы исследования проанализировали гены Nymphaeales, отряда цветковых водных растений, в который входят кувшинки, и их результаты указывают на Nymphaeales как на одну из двух сестринских линий всем другим цветковым растениям, возможно, из-за события дупликации всего генома 147-185. миллионов лет назад. Другая линия - это Amborellales, порядок цветущих кустарников, который включает только один вид, Amborella trichopoda..
Цветковые растения, также известные как покрытосеменные, представляют собой самую разнообразную группу наземных растений, состоящую из 64 отрядов, 416 семейств, приблизительно 13 000 известных родов и 300 000 известных видов.
Международная коалиция исследователей, участвовавших в исследовании, включает Фэн Чена, профессора наук о растениях в Институте сельского хозяйства Университета Теннесси, его коллегу Синьлу Чена и докторанта Чи Чжана из того же отдела, а также докторанта Qidong Jia из программы для выпускников программы Genome Science and Technology в UT. Фэн Чен является адъюнкт-преподавателем этой программы. В число соавторов также входит еще один ученый по имени Чен - Фей Чен - из Нанкинского сельскохозяйственного университета (НАУ), Китай, в котором Чен из UTIA также является адъюнкт-преподавателем Центра биологии сельскохозяйственных растений, созданного UT и НАУ в 2017 году. демонстрирует важность междисциплинарного сотрудничества», - говорит Чен из UTIA. Он входит в число шести руководителей всего проекта.
Группа UT внесла свой вклад в анализ генетической основы биосинтеза цветочного аромата у водяных лилий. «Цветочный аромат для привлечения опылителей имеет решающее значение как для разнообразия растений, так и для растительного сельскохозяйственного производства», - говорит Чен. По данным Службы охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США, воспроизводство трех четвертей мировых цветковых растений и около 35 процентов мировых продовольственных культур зависит от животных-опылителей, включая насекомых. Многие из этих опылителей полагаются на цветочный аромат, который помогает им найти цветы растения.«Цветки A. trichopoda не имеют запаха, - говорит Чен, который был соавтором статьи в журнале Science, в которой сообщалось о геноме A. trichopoda в 2013 году. говорит.
Исследование объясняет, что среди генов, оставшихся от события дупликации всего генома Nymphaeales, есть гомологи генов, которые регулируют переход цветения и развитие цветка у всех цветковых растений. В частности, группа UTIA изучала N. colorata.
«Водяные лилии приобрели привлекательный цветочный аромат и окраску, которые присущи основным покрытосеменным растениям», - сказал Чен. «Химические соединения и гены биосинтеза, которые мы проанализировали - те, которые производят цветочные ароматы, - предполагают, что ароматы водяных лилий развивались параллельно ароматам сердцевины покрытосеменных растений. с тех пор.colorata проливает свет на раннюю эволюцию всех покрытосеменных».