Растения выживают на токсичных серпентиновых почвах благодаря заимствованным генам
Ученые из Центра Джона Иннеса выяснили, как растения вида Arabidopsis arenosa адаптировались к экстремальным условиям серпентиновых почв. Анализ геномов показал, что они использовали две стратегии: локальную адаптацию через естественный отбор и заимствование полезных генетических вариантов у родственного вида.
Серпентиновые почвы образуются из серпентинитовых пород. Они характеризуются:
- Сухостью и низким содержанием питательных веществ.
- Высокими концентрациями токсичных металлов, таких как никель и хром.
Исследование генома
Ученые собрали семена A. arenosa из популяций по всей Европе, включая серпентиновый участок в Австрии, и вырастили их в контролируемых условиях. Геномный анализ тканей этих растений выявил ключевые отличия.
Две стратегии адаптации
- Локальная эволюция: У серпентиновой популяции A. arenosa обнаружились собственные генетические варианты, которые, вероятно, помогают справляться с засухой и дефицитом питательных веществ.
- Заимствование генов (интрогрессия): В геноме серпентиновой A. arenosa были найдены характерные генетические варианты от родственного вида A. lyrata, растущего поблизости. Эти "мигрантные" гены отсутствовали у других популяций A. arenosa.
Значение работы
- Идентифицированные гены, отвечающие за устойчивость к стрессу, могут быть полезны для селекции сельскохозяйственных культур, более устойчивых к деградации почв и изменению климата.
- Исследование, опубликованное в PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), углубляет понимание сложных механизмов адаптации растений к экстремальным условиям.