Привитые растения могут обмениваться эпигенетической информацией
Исследователи из Института Солка и Кембриджского университета показали, что привитые растения могут обмениваться эпигенетическими признаками. Результаты опубликованы на неделе 18 января 2016 года в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ключевое открытие
Генетическая информация, которой обмениваются растения, — это не ДНК (растения сохраняют свои исходные геномы), а эпигенетическая информация. Речь идет о малых РНК (small RNAs, sRNAs), которые перемещаются между привитыми частями и вызывают эпигенетическое молчание генов (ДНК-метилирование) в тканях-реципиентах.
Ученые провели эксперимент по прививке с тремя вариантами растения Arabidopsis thaliana (резуховидка Таля): два диких типа и один мутантный сорт, лишенный sRNAs. После прививки они проанализировали ткани побегов и корней на предмет изменений в ДНК-метилировании.
Результаты
- Тысячи участков генома резуховидки были "заглушены" sRNAs, которые переместились от одного растения к другому.
- Исследователи наблюдали передачу эпиаллелей — эпигенетических эквивалентов аллелей.
- sRNAs в основном нацеливались на участки генома, содержащие транспозоны ("прыгающие гены"), часто расположенные рядом с активными генами.
- Несмотря на это, у модельного растения с компактным геномом (A. thaliana) наблюдались лишь небольшие изменения в экспрессии генов.
Значение и перспективы
- Джозеф Экер: "Наше исследование показало, что генетическая информация действительно перетекает от одного растения к другому. Это сюрприз".
- Мэтью Льюси: "В будущем это исследование может позволить производителям использовать эпигенетическую информацию для улучшения сельскохозяйственных культур и урожайности".
- Ученые полагают, что в культурах с более крупными и сложными геномами (например, томаты) эти эффекты будут выражены гораздо сильнее. Две исследовательские группы планируют расширенное сотрудничество для изучения этих эффектов на сельскохозяйственных культурах.