Как растения избегают межродственного скрещивания

Межродственное скрещивание пагубно для поколений любых форм жизни на планете, в том числе растительных.

Такое скрещивание повышает риск того, что у потомства будут выражены плохие копии генов, и оно будет страдать от врожденной сниженной жизнеспособности.

Многие цветущие растения способны опознать и отклонить свою собственную пыльцу, предотвращая межродственное скрещивание, несмотря на гермафродитную природу растений. Этот механизм — сложная черта, включающая активность гена, который помечает пыльцу специальной молекулой-маркером, а также гена, который отвечает за выработку растением этой молекулы.

Эволюционные биологи часто утверждают, что если сложные черты теряются, они редко возвращаются. Но в новом исследовании во главе с биологами из университета Макгилла предполагается, что, возможно, не относится к механизму распознавания собственной пыльцы.

Результаты опубликованы в издании PLOS Biology.

В ходе эволюционного развития рода Leavenworthia были утрачены наследственные гены, которые кодируют распознавание пыльцы. При этом функцию опознания собственной пыльцы взяли на себя два других гена, у которых изначально было иное предназначение, например, опознание патогенов.

Система опознания собственной пыльцы, которая позволяет растениям избегать межродового скрещивания, вызванного самоопылением, включает пару прочно связанных генов, известных как S locus. В данном исследовании ученые проанализировали генную последовательность, геномную организацию и эволюционную историю генов S loci среди членов семейства Brassicaceae, которое включает растения рода Leavenworthia.

«Мы заключили, что оба гена, включающие наследственные S locus в Brassicaceae, были утрачены у Leavenworthia», сообщил исследователь Сьер-Чинг Чантха, ведущий автор работы. „Наш анализ показал, что растения данного рода имеют два других связанных гена, которые выражают характеристики S locus. Эти гены занимают ту же геномную позицию в Leavenworthia, как и два не относящихся к S locus гена у подобных видов. Мы предполагаем, что эти гены развились, чтобы взять на себя функцию системы распознавания пыльцы“.

11.06.2013