Genominiai tyrimai atskleidžia evoliucines Banyan Tree ir su juo dirbusios vapsvos paslaptis

Banyan medis Ficus macrocarpa išaugina oro šaknis, kurios suteikia jai išskirtinę išvaizdą. Naujas tyrimas atskleidžia genominius pokyčius, kurie leidžia medžiui išauginti šaknis, kurios išdygsta iš jo šakų. Kreditas: Gango Wango nuotrauka

Banyano figmedis Ficus microcarpa yra žinomas dėl savo oro šaknų, kurios išdygsta iš šakų ir ilgainiui pasiekia žemę. Medis taip pat turi unikalų ryšį su vapsva, kuri su juo dirbo ir yra vienintelis vabzdys, galintis jį apdulkinti.

Naujame tyrime tyrėjai nustato regionus bananų figų genome, kurie skatina neįprastų oro šaknų vystymąsi ir pagerina gebėjimą nurodyti arklių burtą.

Tyrimas, paskelbtas žurnale Langelis, taip pat identifikuoja lytį nustatantį regioną susijusiame figmedyje, Ficus hispida. Kitaip nei F. mikrokarpas, kuris išaugina oro šaknis ir ant to paties medžio neša vyriškas ir moteriškas gėles, F. hispida išaugina aiškius vyriškus ir moteriškus medžius ir neturi šaknų.

Suprasti evoliucijos istoriją Fikusas rūšys ir jų vapsvų apdulkintojai yra svarbūs, nes dėl jų sugebėjimo išauginti didelius vaisius skirtingose ​​buveinėse jie tampa kertiniu akmeniu daugumoje atogrąžų miškų, sako Rayino Mingas, Ilinojaus universiteto (Urbana-Champaign) augalų biologijos profesorius. tyrimas vedė. su Jinu Chenu iš Kinijos mokslų akademijos. Žinoma, kad figos palaiko mažiausiai 1200 paukščių ir žinduolių rūšių. Figmedžiai buvo vieni iš ankstyviausių prisijaukintų kultūrų ir induizme, budizme bei kitose dvasinėse tradicijose rodomi kaip šventi simboliai.

Ray Ming

Ilinojaus universiteto Urbana-Champaign augalų biologijos profesorius Ray Mingas vadovavo bananmedžio Ficus macrocarpa ir pagrindinio jo apdulkintojo – vapsvos – genominiam tyrimui. Autorius: L. Briano Staufferio nuotr

Figų ir vapsvų santykis taip pat kelia įdomų mokslinį iššūkį. Vapsvų kūno formos ir dydžiai tiksliai atitinka figas, o kiekvienos rūšies figos gamina unikalius kvepalus, kad pritrauktų konkretų arklio buferį.

Norėdami geriau suprasti šią evoliucinę raidą, Mingas ir jo kolegos išanalizavo dviejų figų rūšių genomus kartu su vapsvos, apdulkinančios bananų medį, genomais.

„Kai sekvenavome medžių genomus, bananmedžio genome aptikome daugiau segmentinių pasikartojimų nei F. hispida, figos be oro šaknų “, – sakė Mingas. “Regionų dublikatai sudaro apie 27% genomo.”

Pasikartojus padidėjo auksų, augalų augimą skatinančių hormonų klasės, sintezės ir pernašos genų skaičius. Pasikartojančiuose regionuose taip pat yra genų, susijusių su augalų imunitetu, mityba ir lakiųjų organinių junginių, rodančių apdulkintojus, gamyba.

„Auksino kiekis oro šaknyse yra penkis kartus didesnis nei medžių lapuose su arba be oro šaknų“, – sakė Mingas. Panašu, kad padidėjęs auksino kiekis sukėlė šaknų gamybą iš oro. Pasikartojančiuose regionuose taip pat yra genų, kurie koduoja šviesos receptorius, kurie pagreitina auksino gamybą.

Ištyrę figų vapsvų genomą ir palyginę juos su kitų giminingų vapsvų genamais, mokslininkai pastebėjo, kad vapsvos išlaiko ir išsaugo kvapų receptorių genus, kurie stebi tuos pačius dvokiančius junginius, kuriuos gamina figmedžiai. Šie genominiai parašai yra figų medžių ir vapsvų koevoliucijos ženklas, praneša mokslininkai.

Mingas ir jo kolegos taip pat atrado Y chromosomai būdingą geną, esantį tik vyriškos lyties augaluose F. hispida ir dar trys figų rūšys, auginančios atskirus vyriškus ir moteriškus augalus, ši būklė vadinama dioecy.

„Šis genas buvo dvigubai dubliuotas biseksualų genome, kuris augalams suteikė tris geno kopijas. Bet Fikusas rūšių, kurių viename augale vyriškos ir moteriškos gėlės yra kartu, yra tik viena šio geno kopija “, – sakė Ming. “Tai tvirtai rodo, kad šis genas yra dominuojantis veiksnys, turintis įtakos lyties nustatymui”.

Nuoroda: „Banjano medžio ir apdulkintojo vapsvos įžvalgos figos-vapsvos koevoliucijoje“ autoriai: Xingtan Zhang, Gang Wang, Shengcheng Zhang, Shuai Chen, Yibin Wang, Ping Wen, Xiaokai Ma, Yan Shi, Rui Qi, Yang Yang, Zhenyang Liao, Jing Lin, Jishan Lin, Xiuming Xu, Xuequn Chen, Xindan Xu, Fang Deng, Lihua Zhao, Yi-lun Lee, Rong Wang, Xiao-Yong Chen, Yann-rong Lin, Jisen Zhang, Haibao Tang, Jin Chen en Ray Ming, 2020 m. Spalio 8 d., Langelis.
DOI: 10.1016 / j.cell.2020.09.043

Mingas yra dukterinė Carl R. Woese genominės biologijos instituto įmonė JAV. Fujiano žemės ir miškų universitetas, Nacionalinis mokslo fondas ir Kinijos nacionalinis gamtos mokslų fondas palaikė šį tyrimą.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Eksperimentas atskleidžia naujas sinchroninių šviesos šaltinių galimybes.

Iliustracija, rodanti, kaip elektronų moduliacija lazeriu buvo panaudota kuriant lazerio šviesą skleidžiančias mikrobangas. Kreditas: Tsinghua universitetas. Tarptautinė komanda, atlikdama jaudinančius eksperimentus, parodė, kaip įvairios yra...

Kaip sumažinti kūno temperatūrą, gali padėti 10% pacientų, kuriems skiriamas didelis dėmesys

Šiame brėžinyje aprašytas tepalas (oranžinis ir geltonas), kuris yra molekulinis sluoksnis oro sąsajoje ir kvėpavimui reikalingas skystis plaučiuose. Naujausi tyrimai parodė, kad terminio...

Apšviesti saulės banguoti langai gamina energiją iš vidaus

Ryžių universiteto inžinieriai sukūrė ir pastatė langus, kurie saulės šviesą ar apšvietimą iš vidaus paverčia periferinėmis kraujo ląstelėmis. Centrinis sluoksnis yra kompozicinis polimeras,...

Gyvenimo ant koralų rifų gausa buvo nuostabi nuo Charleso Darwino laikų – nauji tyrimai pateikia atsakymus

Planktonu maitinančios žuvys dažnai dominuoja vandenynų koralinių rifų žuvų kolekcijoje. Kreditas: Dr. Christina Skinner Tyrimas parodė, kad atviruose vandenynų vandenyse, kurie kažkada buvo...

Egipto mumijos mumijos „Purvo karapasas“ neregėtas gydymas – neteisingo pateikimo atvejis

Kiekvienas mumifikuotas ir uždarytas Sidnėjaus universiteto Chau Chak Wing muziejaus Nicholson kolekcijoje. A. Mumifikuotas asmuo, dabar saugojimui dėvintis rankas, BMR. 27.3. B....

Newsletter

Subscribe to stay updated.