Еда и топливо, которые выращиваются сами: последовательности генома пяти видов ряски раскрывают основу уникальных свойств растений.
При правильных условиях ряска по сути сама себя выращивает. Сточные воды, пруды, лужи, болота - что угодно. Если есть достаточно солнечного света и углекислого газа, водное растение может свободно расти. Но это не все, что делает его интригующим.
Внутри крошечных листьев ряски заложен огромный потенциал в качестве обогатителя почвы, источника топлива, богатой белком пищи и многого другого. Новые открытия в лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) могут помочь воплотить весь этот потенциал в жизнь. Исследование опубликовано в журнале Current Biology.
Профессор CSHL Роб Мартиенссен и вычислительный аналитик Эван Эрнст начали работать с ряской более 15 лет назад. Они считают свое последнее исследование одним из самых важных и прорывных исследований этого растения на сегодняшний день. Команда разработала новые последовательности генома для пяти видов ряски. Последовательности раскрывают несколько генов, которые - при наличии или отсутствии - могут отвечать за уникальные черты и универсальность растения.
Мартиенссен объясняет: «Использование передовых технологий позволило нам создать каталог генов, который был чрезвычайно точным. Мы могли точно сказать, какие гены были, а какие нет. Многие отсутствующие гены отвечают за особенности растения - открытые устьица или отсутствие корней. Мы смогли идентифицировать гены, которые отвечали за каждый признак».
Устьица - это поры на поверхности растений. Они имеют решающее значение для поглощения углекислого газа и выделения кислорода. Открытые устьица обеспечивают большее поглощение, что делает их ценными для технологии улавливания углерода. Отсутствие корней у некоторых видов еще больше увеличивает потенциал ряски, что облегчает растению процветание в любой водной среде.
Определенные черты демонстрируют потенциал ряски как источника пищи и топлива. Некоторые признаки способствуют высокому производству белка, что позволяет использовать ряску в качестве корма для животных или в пищу для людей. Другие способствуют накоплению крахмала, делая растение готовым к производству биотоплива. Несколько отраслей промышленности обратили на это внимание.
Эрнст объясняет: «Сельское хозяйство ряски находится на начальной стадии развития. Коммерческие производители работают с различными видами в полевых условиях, оценивая их в своих местных условиях. Существует так много вариаций внутри одного вида ряски - столько же, сколько можно найти во всех видах. Поэтому наличие нескольких геномов для нескольких видов имеет решающее значение».
Мартиенссен и Эрнст надеются, что их геномы откроют дверь в новый мир коммерческих приложений для ряски. Тем не менее, их исследование может рассказать нам много о прошлом растения. Их исследование намекает на то, как ряска разделилась на разные виды 59 миллионов лет назад. Климат Земли в то время был довольно экстремальным, поэтому гены ряски также могут кое-что сказать о прошлом и будущем планеты.
Источник: Cold Spring Harbor Laboratory. Автор: Ник Вурм.
Гены, необходимые для хромосомной малой РНК, отсутствуют у некоторых видов ряски. Это может объяснить появление сильных межвидовых гибридов с тремя, а не двумя, копиями каждой хромосомы. Источник: Martienssen lab/CSHL.