Влияние развития и среды на защитный метаболизм растений
Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе обнаружили, что сложные признаки, помогающие растениям адаптироваться к условиям среды, вероятно, определяются вариациями в тысячах генов, на которые влияют как стадия развития растения, так и внешняя среда.
Результаты получены с помощью полногеномного ассоциативного картирования защитного метаболизма у модельного растения Arabidopsis thaliana. Работу, проведённую под руководством специалиста по растениям Дэниела Клибенштейна, опубликовали 16 августа в онлайн-журнале PLoS Genetics.
В исследовании учёные измеряли содержание глюкозинолатов (GSL) — ключевого класса защитных соединений против насекомых и патогенов. Измерения проводили на двух стадиях развития: через 2 и 35 дней после прорастания. Также анализировали ткани растений, обработанные и не обработанные нитратом серебра, что имитировало повреждение от вредителя.
Результаты показали:
- И внешняя среда, и внутреннее состояние (стадия развития) значительно меняли набор идентифицируемых генов.
- Анализ тканей с разных стадий развития или после обработки приводил к обнаружению совершенно разных наборов генов, ответственных за один и тот же признак.
- Стадия развития растения оказывала втрое большее влияние на идентификацию генов, чем фактор внешней среды (обработка).
Поскольку полногеномное картирование выявило огромное количество потенциально ответственных генов, связанных с метаболизмом GSL, исследователи разработали новый метод отбора кандидатных генов. Он анализирует перекрывающиеся наборы геномных данных, чтобы отфильтровать истинно положительные идентификации.
Учёные надеются, что этот двухсторонний подход к полногеномному ассоциативному анализу можно будет применять к любым видам растений и животных.