Существенные различия в генах, определяющих пол, у мужских и женских растений жожоба

Жаркая и засушливая пустынная среда привела к значительным генетическим различиям между мужскими и женскими растениями жожоба. Это открытие может повысить производство жожоба и пролить свет на то, как растения адаптируются к экологическому стрессу.

Группа исследователей из Университета короля Фейсала и Квинслендского университета выявила широкую дивергенцию половых хромосом у жожоба.

Большинство растений являются гермафродитами и содержат как мужские, так и женские части. Лишь 6% — двудомные, как жожоба, требующие для размножения и мужское, и женское растение.

Растения жожоба размножаются половым путем, как и люди, но геномы мужчины и женщины у людей совпадают на 99,9%, тогда как у жожоба разница составляет около 15%.

Ключевое открытие: суровые условия среды обитания привели к тому, что у этого растения больше новых генов, связанных с полом, чем у любого другого известного живого организма.

Это открытие может помочь разработать ДНК-тест для определения пола растений жожоба на стадии сеянцев, когда их невозможно отличить визуально.

Масло жожоба получают из жидкого воска семян женских растений Simmondsia chinensis — кустарника, произрастающего в пустынях Северной Америки. Масло используется в косметике, фармацевтике, медицине и промышленности. Семена несут только женские растения.

Различия взрослых растений:

• Женские — крупнее, с более глубокой корневой системой.
• Мужские — меньше по размеру и другой формы.

Проблема для фермеров: хотя в дикой природе соотношение мужских и женских растений примерно одинаково, в культивационных системах производится в пять раз больше мужских растений. Фермерам приходится выкапывать мужские особи и пересаживать новые, что неэффективно в суровых условиях.

Ученые предполагают, что такое разделение могло эволюционировать из-за разных требований к распределению ресурсов для размножения в условиях стресса пустыни. В мужских специфичных регионах генома обнаружено много генов, связанных с цветением и реакцией на стресс. Женские растения направляют ресурсы на производство семян, а более глубокая корневая система поддерживает более длительную фазу роста, необходимую для этого.

Экономический контекст:

• Мировой рынок масла жожоба растет со скоростью 8,4% в год.
• Ключевые регионы производства в Австралии — центральные западные равнины Нового Южного Уэльса и южный Квинсленд.
• В 2019 году на США приходилось 39% мирового производства. Другие крупные производители — Мексика, Израиль, Чили и Аргентина.
• Жожоба также высаживают в Саудовской Аравии в кампусе Университета короля Фейсала с планами по крупномасштабным посадкам.