Вольфия, также известная как ряска, является самым быстрорастущим из известных растений, но генетика, лежащая в основе успеха этого странного маленького растения, долгое время оставалась загадкой для ученых. Благодаря достижениям в области секвенирования генома исследователи выяснили, что делает вольфию уникальным растением.
Группа исследователей под руководством ученых из Института Солка (Salk Institute) Калифорнийского университета в Сан-Диего сообщает о результатах исследования генома вольфии. Ученым удалось объяснить, как она может расти так быстро. Исследование поможет ученым понять, как растения находят компромисс между ростом и другими функциями — укоренением и защитой от вредителей.
Вольфия, которая растет в пресной воде на всех континентах, кроме Антарктиды, выглядит как крошечные плавающие зеленые семена; каждое растение — размером с головку булавки. У нее нет корней, а только одна сросшаяся структура стебель-лист — вайей. Она размножается подобно дрожжам, когда дочернее растение отпадает от материнской почки. Некоторые эксперты полагают, вольфия может стать важным источником белка для питания растущего населения Земли. Ее уже употребляют в пищу в некоторых частях Юго-Восточной Азии, где она известна как кхай-нам, что переводится как «водяные яйца».
Для того, чтобы понять, какие изменения в геноме вольфии обеспечивают ее быстрыйй рост, исследователи выращивали растения в циклах темноты и света, а затем анализировали результаты. Цель — понять, какие гены были активны в разное время суток. Дело в том, что рост большинства растений регулируется световым и темным циклом, при этом большая часть роста происходит утром.
«Удивительно, но вольфия имеет вдвое меньше генов, которые регулируются циклами „свет-темнота“, по сравнению с другими растениями, — объясняет Тодд Майкл, первый автор статьи. — Мы думаем, что именно поэтому она так быстро растет. У нее нет правил, ограничивающих рост».
Исследователи также обнаружили, что гены, связанные с другими важными элементами поведения растений, такими как защитные механизмы и рост корней, отсутствуют. «Это растение потеряло большинство генов, которые ему не нужны, — добавляет Майкл. — Похоже, что растение сосредоточилось только на неконтролируемом быстром росте».
Данные о геноме вольфии могут дать важную информацию о взаимодействии между тем, как растения развивают план своего тела, и тем, как они растут. Вольфия обещает стать новой лабораторной моделью для изучения основных характеристик поведения растений, в том числе того, как гены участвуют в различных видах биологической активности.