Ученым из Университета Восточной Англии удалось расшифровать полную последовательность генома обыкновенной примулы - растения, репродуктивная биология которого поразила викторианского натуралиста Чарльза Дарвина.
Исследовательская группа впервые определила ландшафт генов, которые работают в двух различных формах цветения примулы, которые участвуют в репродуктивном процессе. Это дает новый взгляд на загадку, над которой ученые бьются уже более 150 лет.
Primula vulgaris цветет одним из двух способов; у них либо длинный столбик и низкие пыльники, либо короткий столбик и приподнятые пыльники, известные как штифты или барабаны. Дарвин был заинтригован тем, почему у некоторых видов, таких как примулы, развиваются две разные формы цветков, и посвятил этому предмету целую книгу. Из своих исследований он пришел к выводу, что они обеспечивают механизм, способствующий ауткроссингу между особями.
Совсем недавно было показано, что группа генов, известная как локус S (Style length), является центром управления развитием цветов. Этот локус S отсутствует у половины особей этого вида, этот кластер включает одни гены и выключает другие, что дает разные модели экспрессии генов в цветках булавки и барабана.
Команда UEA, базирующаяся в соседнем Earlham Institute, специализирующемся на геноме, ранее секвенировала S-локус и описала аспекты его эволюции. Новая статья, опубликованная в Scientific Reports, описывает полную последовательность генома P. vulgaris и показывает, что локус S контролирует сотни генов в геноме. Команда также идентифицировала гены, которые активируются в его отсутствие в форме булавки цветка.
«Мы начали много лет назад с пакета семян и стремления понять молекулярную генетику и биологию развития репродуктивной системы, описанную Дарвином в 1862 году», - говорит Филип Гилмартин из Университета Восточной Англии и Эрлхема. Институт, чье увлечение биологией примул продолжалось всю его карьеру.
Завершение последовательности генома прокладывает путь к идентификации генов, которые регулируются локусом S, и добавляет новые кусочки к головоломке. Длинная череда ученых, от Дарвина в 1860-х годах до Бейтсона в начале 1900-х годов, до Холдейна и Фишера в середине 1900-х годов, и мы продолжаем разгадывать тайну по частям».
Команда стремится продолжить свои исследования и понять, как две разные архитектуры цветков булавки и барабана управляются локусом S и генами, которые они регулируют. Они также сотрудничают с исследователями в Японии, изучающими аналогичный механизм в гречихе, единственном сельскохозяйственном растении с этими двумя разными формами, чтобы увидеть, работает ли похожая геномика.