12 АВГ, 14:03 МСК
USD (ЦБ)    60.3814
EUR (ЦБ)    61.5542

Ученые обнаружили ген, который уменьшает количество пыльцы растений

08.06.2020 13:22
Комментарии

Международная группа ученых выяснила, что уменьшение количество пыльцы растений выгодно не только для эволюционной биологии, но и для практики селекции растений и одомашнивания в целом, а также для увеличения урожайности.

Уже в 19 веке Чарльз Дарвин признал, что число мужских гамет - пыльца для растений, сперма для животных - сильно варьируется среди людей и видов. На первый взгляд большое число мужских гамет кажется полезным для конкуренции среди самцов, чтобы произвести больше потомства. Однако многие одомашненные виды имеют меньшее количество мужских гамет. Теоретически может быть выгодно снизить стоимость производства мужских гамет, например, когда скорость самооплодотворения или инбридинга высока и для успешного размножения необходимо меньшее количество мужских гамет.

Анализ генома самоопыляющегося растения

«До сих пор было мало доказательств в поддержку этой идеи, потому что производство мужских гамет является сложной чертой, на которую влияют многие гены с небольшими эффектами, а его молекулярная основа осталась неизвестной», - говорит Кентаро Симидзу, профессор эволюционных исследований в области биологии и окружающей среды.

Международное исследование под руководством Университета Цюриха (УЦ) в настоящее время предоставляет такие доказательства и демонстрирует, что сокращение числа пыльцы не обязательно вредно, но скорее выгодно для самооплодотворяющихся видов.

Для своего исследования ученые использовали хорошо охарактеризованное модельное растение Arabidopsis thaliana, которое в основном самооплодотворяется и имеет меньшее количество пыльцевых зерен по сравнению с его родственниками в дикой природе. Они подсчитали количество пыльцы из 144 растений с разным генетическим фоном и обнаружили вариации от 2000 до 8000 зерен пыльцы на цветок. Затем они сравнили всю генетическую информацию этих вариантов, чтобы найти различия между растениями с более высоким и низким числом пыльцы.

Ген RDP1 контролирует продукцию пыльцы

Этот вычислительный анализ, так называемое исследование ассоциации по всему геному, выявил один ген, который влияет на количество пыльцы, которое производит каждое растение, который впоследствии был назван геном REDUCED POLLEN NUMBER1 (RDP1). Используя новую технологию редактирования генома CRISPR-Cas9, исследователи создали несколько мутантных вариантов гена RDP1 как у растений с высоким, так и с низким числом пыльцы. Они скрестили мутировавшие растения друг с другом и сосчитали пыльцу, которую произвел гибридное потомство.

«Эти эксперименты подтвердили тонкий, но значительный эффект гена RDP1», - говорит соавтор Мисако Ямадзаки, технический персонал группы Симидзу.

Сравнение с другими организмами показало, что ген кодирует фактор, который способствует созданию рибосом, клеточных фабрик для производства белка.

Чем меньше пыльцы, тем выше отбор

Затем, команда проверила, было ли выбрано сокращение количества пыльцы и произошло ли оно случайно. Для этого они использовали статистический метод, чтобы понять эволюцию гена RDP1 в ​​модельных растениях с разной продукцией пыльцы. Результаты показали, что признак пониженного числа пыльцы действительно находился под положительным отбором.

Кроме того, исследовательская группа изучала эволюцию многих геномных областей, связанных с числом пыльцы. Выбор по количеству пыльцы был очень сильным - по сравнению с предыдущими исследованиями более 100 признаков, таких как устойчивость к болезням и реакция окружающей среды. Это подтверждает важность числа пыльцы для репродуктивного успеха, пишет EurekAlert.

Оптимизация удобрения в сельском хозяйстве

«Данные подтверждают теоретический прогноз о том, что сокращение инвестиций в мужские гаметы выгодно. Это важно не только для эволюционной биологии, но и для практики селекции растений и одомашнивания в целом», - объясняет Симидзу. «Многие культурные растения имеют меньшее количество пыльцы из-за одомашнивания. Снижение затрат на производство пыльцы может увеличить урожайность. С другой стороны, слишком мало пыльцевых зерен может стать препятствием для селекции и производства семян. Наше исследование открывает путь для молекулярной селекции оптимального числа пыльцы».

CJF – ДЕТСКАЯ МОДА-2022. ОСЕНЬ, Международная выставка: 27–30 сентября ЦВК «Экспоцентр». Посетить бесплатно keyboard_double_arrow_right
ЛЕСДРЕВМАШ, Международная выставка: 12–15 сентября ЦВК «Экспоцентр». Посетить бесплатно keyboard_double_arrow_right
МИР ДЕТСТВА, Международная выставка: 27–30 сентября ЦВК «Экспоцентр». Посетить бесплатно keyboard_double_arrow_right
Комментировать (без регистрации)

Написать комментарий

правила комментирования
  1. Не оскорблять участников общения в любой форме. Участники должны соблюдать уважительную форму общения.
  2. Не использовать в комментарии нецензурную брань или эвфемизмы, обсценную лексику и фразеологию, включая завуалированный мат, а также любое их цитирование.
  3. Не публиковать рекламные сообщения и спам; сообщения коммерческого характера; ссылки на сторонние ресурсы в рекламных целях. В ином случае комментарий может быть допущен в редакции без ссылок по тексту либо удален.
  4. Не использовать комментарии как почтовую доску объявлений для сообщений приватного характера, адресованного конкретному участнику.
  5. Не проявлять расовую, национальную и религиозную неприязнь и ненависть, в т.ч. и презрительное проявление неуважения и ненависти к любым национальным языкам, включая русский; запрещается пропагандировать терроризм, экстремизм, фашизм, наркотики и прочие темы, несовместимые с общепринятыми законами, нормами морали и приличия.
  6. Не использовать в комментарии язык, отличный от литературного русского.
  7. Не злоупотреблять использованием СПЛОШНЫХ ЗАГЛАВНЫХ букв (использованием Caps Lock).
Отправить комментарий


Капитал страны
Нашли ошибку на сайте? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter
Отметьте самые значимые события 2021 года:
close
check_box check_box_outline_blank Демонстратор будущего двигателя для многоразовой ракеты-носителя в Свердловской области
check_box check_box_outline_blank Демонстратор нового авиадвигателя ПД-35 в Пермском крае
check_box check_box_outline_blank Полет МС-21-300 с крылом, изготовленным из российских композитов в Иркутской области
check_box check_box_outline_blank Открытие крупнейшего в РФ Амурского газоперерабатывающего завода в Амурской области
check_box check_box_outline_blank Запуск первой за 20 лет термоядерной установки Токамак Т-15МД в Москве
check_box check_box_outline_blank Создание уникального морского роботизированного комплекса «СЕВРЮГА» в Астраханской области
check_box check_box_outline_blank Открытие завода первого российского бренда премиальных автомобилей Aurus в Татарстане
check_box check_box_outline_blank Старт разработки крупнейшего в Европе месторождения платиноидов «Федорова Тундра» в Мурманской области
check_box check_box_outline_blank Испытание «зеленого» танкера ледового класса ICE-1А «Владимир Виноградов» в Приморском крае
check_box check_box_outline_blank Печать на 3D-принтере первого в РФ жилого комплекса в Ярославской области
Показать ещеexpand_more