Новое исследование, проведенное под руководством ученых из университетов Бристоля и Эссекса и опубликованное сегодня [16 января] в журнале Current Biology, бросает вызов устоявшемуся представлению о происхождении растений на суше и показывает, что по сравнению с происхождением животные, растения лучше изобретают новые гены в периоды эволюции.
Растения составляют одну из основных линий жизни и являются основой почти всех экосистем, являясь важным источником пищи и кислорода. В ходе эволюции все организмы приобретают новые гены, теряют старые или просто перерабатывают гены.
Исследовательская группа решила понять, какие изменения на генетическом уровне произошли во время эволюционного перехода растений, сравнив более 200 геномов, один из самых больших наборов данных, когда-либо собранных для изучения эволюции царства растений.
Использование сложных компьютерных технологий позволило исследователям совершить путешествие во времени на 470 миллионов лет назад, чтобы выяснить, какие гены присутствовали у первых наземных растений, когда они эволюционировали от водной жизни к суше.
Доктор Джорди Папс, преподаватель Бристольской школы биологических наук и ведущий исследователь, объяснил: «После сравнения более 200 геномов царства растений мы обнаружили, что происхождение наземных растений связано с двумя взрывами новых генов, беспрецедентный уровень геномной новизны. Наши результаты бросают вызов прежним представлениям о том, что этот переход происходит более постепенно на генетическом уровне.
Первый всплеск предшествует возникновению наземных растений, прежде чем они покинули свою водную среду, и включает гены, которые объясняют, почему растения являются многоклеточными. Второй совпадает с происхождением наземных растений и включает гены, связанные с адаптацией к проблемам, встречающимся в земной среде».
Теперь команда планирует использовать тот же подход для выявления генов засухоустойчивости в сельскохозяйственных культурах.
Д-р Папс добавил: «Теперь мы планируем использовать тот же подход для дальнейшего изучения генов, участвующих в засухоустойчивости. Большинство культур чувствительны к условиям засухи, используя наши методы, мы можем найти гены, участвующие в засухоустойчивости, которые мы потенциально ввести в растения, чувствительные к высыханию."