В растениях Атакамы нашли гены, позволяющие выживать в пустыне
2 ноября 2021, 16:26 [ «Аргументы Недели» ]
Пустыня Атакама в Чили с высоким уровнем ультрафиолетового излучения считается одной из самых суровых сред на Земле. Тем не менее, там растут десятки видов растений, в том числе эндемичные растения Атакамы. Пустынные растения естественным образом эволюционировали, чтобы процветать в таких суровых условиях для жизни. Исследование об этом опубликовано в «PNAS».
В условиях нынешнего изменения климата крайне важно улучшить производство сельскохозяйственных культур и устойчивость урожайности или размножения в сухих и бедных питательными веществами землях.
В своей работе ученые обнаружили генетические основы ряда адаптаций, которые позволяют растительной жизни процветать даже в экстремальных условиях пустыни Атакама. В течение десяти лет международная группа исследователей изучала растительный мир Атакамы, бережно собирая образцы растений и почвы и переправляя их в лабораторию замороженными в жидком азоте, чтобы сохранить для геномного анализа.
В работе раскрыто, как адаптивные стратегии, общие или специфичные для основных типов растений в Атакаме, включают в себя обогащение бактерий, способствующих росту растений, вблизи их корней и положительный отбор генов, которые связаны с ключевыми полезными процессами для выживания растений. Эти стратегии могут потенциально изменить молекулярную селекцию или инженерию устойчивых культур.
Ученые секвенировали геном 32 наиболее доминирующих растений в Атакаме и сравнили их с 32 близкородственными видами из других мест, не отличавшимися адаптацией к пустыне.
«Цель состояла в том, чтобы выявить изменения в аминокислотных последовательностях, закодированных в генах, которые поддерживают эволюцию адаптации растений из Атакамы к условиям пустыни», — пояснили ученые.
В результате были отобраны 265 генов, которые могли коррелировать с мутациями, дающими преимущества в пустыне Атакама. Интересно, что 59 из этих генов также обнаруживаются в хорошо известном биологам растении — арабидопсисе, который способен выдерживать высокий радиационный и температурный стресс, регулировать развитие цветков и время цветения, защищаться от патогенов и добывать из засушливой почвы воду и питательные вещества. Сообщает телеканал «Наука».
Судя по всему, отобранные гены — это фактически набор инструментов эволюции для того, чтобы растение выжило в одной из самых негостеприимных сред на земле. Те же гены можно найти и в пищевых культурах. Это означает, что мы можем лучше понять, какие культуры выращивать в условиях потепления и где, а так же как лучше всего их изменять, чтобы они соответствовали требованиям будущего человечества.