Разгадка проблемы сохранения китайского дерева Sinojackia xylocarpa

Дерево Sinojackia xylocarpa, эндемик Китая, известно своими уникальными веретеновидными плодами. Его выживанию угрожают малая численность популяции, фрагментация мест обитания и низкая всхожесть семян из-за одревесневшего околоплодника.

Учёные из Нанкинского лесного университета и Нанкинского сельскохозяйственного университета опубликовали исследование в журнале Horticulture Research 18 июня 2024 года. В работе представлена первая сборка генома Sinojackia xylocarpa на уровне хромосом, что позволило выявить генетические причины его исчезающего статуса и барьеров для прорастания.

Исследование связывает сокращение популяции с генетическим «бутылочным горлышком» после последнего ледникового периода. Геномный анализ показал, что околоплодник плодов накапливает высокий уровень лигнина, целлюлозы и гемицеллюлозы, образуя жёсткую структуру, которая подавляет прорастание семян. Повышенная экспрессия ключевых генов биосинтеза лигнина способствует одревеснению околоплодника.

Результаты подчёркивают критическую роль лигнина в ограничении роста семян. Это указывает на необходимость целевых стратегий сохранения, включая повышение генетического разнообразия с помощью искусственного разведения и корректировку условий среды (например, увеличение влажности почвы) для поддержки прорастания.

Как отметил старший исследователь доктор Цзя-Юй Сюэ: «Это исследование даёт важное генетическое понимание факторов, ограничивающих прорастание и сохранение Sinojackia xylocarpa. Выявив генетическую основу одревеснения околоплодника, мы можем разработать целевые стратегии для улучшения всхожести».

Полученные данные имеют значение для сохранения не только этого вида, но и других исчезающих декоративных растений. Понимание генетической основы одревеснения околоплодника позволяет сосредоточить усилия на выведении новых сортов с пониженным содержанием лигнина. Оптимизация условий, таких как влажность почвы, также может повысить эффективность восстановительных мероприятий.