Эксперты из Института селекции растений Макса Планка, Сенкенбергского музея естественной истории в Германии и Института биофизики Чешской академии наук разгадали странную тайну шиповника. Появились данные их отчета.
В нем сказано о том, что они обнаружили ключевой механизм, лежащий в основе уникального способа размножения шиповника – решающую роль в передаче наследственной информации у этих растений играют размеры центромер, то есть участков хромосом, к которым во время деления клетки прикрепляются нити веретена деления.
Ученые поясняют, что шиповник обыкновенный (Rosa canina) представляет собой самый распространенный вид диких роз. Кроме декоративных качеств и широко используемых плодов это растение известно и своим необычным генетическим устройством: оно обладает пятью наборами хромосом, в то время как большинство растений и животных имеют только два.
Добавляется при этом, что нечетное число хромосомных наборов обычно приводит к бесплодию, так как в процессе мейоза такие хромосомы сложно равномерно распределить между половыми клетками.
Сказано, что шиповник смог преодолеть данное ограничение благодаря редкой форме размножения, известной как мейоз канина. В таком процессе лишь два набора хромосом участвуют в обычном половом размножении, передаваясь как через яйцеклетки, так и через пыльцу. Оставшиеся три набора (так называемые униваленты) передаются исключительно через яйцеклетку, фактически клонируясь без изменений. В итоге, шиповник совмещает половое и бесполое размножение в одном организме.
Ранее механизмы подобного разделения хромосом оставались загадкой.
Во время опыта специалисты провели высокоточное секвенирование генома трех видов пятихромосомных шиповников и узнали, что именно крупные центромеры на унивалентных хромосомах обеспечивают их преимущественное сохранение при делении клетки.
Сообщается, что данныети центромеры содержат множественные повторы специфической для розы ДНК и интенсивно связываются с белком CENH3, то есть ключевым элементом в прикреплении нитей веретена деления.
Говорится: «Различия в размере и активности центромер позволяют растению буквально выбирать, какие хромосомы будут переданы потомству. Подобное сочетание сексуального и клонального размножения в одном геноме представляет собой уникальное явление в биологии растений».
Ожидается, что результаты проделанной работы могут иметь и прикладную ценность. Дело в том, что многие сельскохозяйственные культуры также имеют более двух наборов хромосом, что делает их уязвимыми к ошибкам при размножении.
Резюмируется, что понимание механизмов, выявленных у шиповника, может помочь стабилизировать плодовитость таких растений и использовать их генетические особенности для выведения более устойчивых сортов.
Ранее американцы поведали об уникальной пользе морского огурца.
