Skip to main content

Article Category

Wiadomości

Article available in the folowing languages:

Rozwiązanie odwiecznej tajemnicy supergenu

Naukowcy odkryli supergen, który umożliwia sprawne zapylanie krzyżowe kwiatów.

Badania podstawowe

Naukowcy wspierani przez finansowany ze środków Unii Europejskiej projekt SuperGenE rozwiązali odwieczną zagadkę dotyczącą sprawnego zapylania krzyżowego kwiatów. Ich zaskakujące wnioski dotyczące różnic w długości na poziomie DNA zostały opublikowane na łamach czasopisma naukowego „Current Biology”. Fakt, że niektóre gatunki roślin wykształcają dwa rodzaje kwiatów – kwiatostany wyposażone w dłuższe męskie oraz krótsze żeńskie części płodne oraz drugi rodzaj z odwrotną konfiguracją, był znany badaczom już od XVI wieku. Niektóre kwiatostany są wyposażone przez naturę w słupki o długich szyjkach, stanowiące część żeńskich części płodnych, a także niskie pylniki, będące elementami męskich narządów rozrodczych. Inne kwiaty z kolei charakteryzują się krótszymi szyjkami oraz pylnikami na dużej wysokości. Charles Darwin był pierwszym badaczem, który zasugerował, że różnorodność ta sprzyja skutecznemu i sprawnemu zapylaniu krzyżowemu przez owady. Z kolei pierwsi genetycy wykazali, że dwupostaciowość jest czynnikiem dziedzicznym oraz że potencjalnie może być kontrolowana przez pojedynczy region chromosomalny, który potencjalnie może zawierać supergen, czyli część chromosomu składająca się z gromady blisko powiązanych ze sobą genów, które są dziedziczone wspólnie. Dotychczas jednak nikomu nie udało się zsekwencjonować tego supergenu.

Supergen o zróżnicowanej długości

Zespół badawczy wykorzystał nowoczesne metody sekwencjonowania DNA w celu zidentyfikowania supergenu odpowiedzialnego za dwupostaciowość w kwiatach lnu zwyczajnego (Linum tenue). Ku swojemu zaskoczeniu badacze odkryli, że supergen odpowiedzialny za zróżnicowanie długości męskich i części płodnych sam może charakteryzować się różną długością. Dominująca forma supergenu obejmuje blisko 260 000 par zasad DNA, które nie występują w formie recesywnej. Sekwencja złożona z tych 260 000 par zasad zawiera szereg genów, które mogą powodować zmienność długości części płodnych. Odkrycia badaczy wskazują, że różnice w długości sekwencji na poziomie DNA odgrywa ważną rolę w ewolucji kwiatów dwupostaciowych. „To odkrycie było dla nas dużym zaskoczeniem, ponieważ wcześniej badaczom udało się odkryć podobny skład supergenu odpowiedzialnego za dwupostaciowość pierwiosnków bezłodygowych, w których ewoluował zupełnie niezależnie”, czytamy w wypowiedzi starszej autorki badania, prof. Tanji Slotte z Uniwersytetu Sztokholmskiego, organizacji odpowiedzialnej za realizację projektu SuperGenE, przytoczonej w informacji prasowej opublikowanej w witrynie internetowej uczelni. „Ewolucja nie tylko wielokrotnie doprowadziła do podobnej zmienności kwiatów pierwiosnków i lnu, ale także wykorzystała podobne rozwiązania genetyczne, aby to osiągnąć”, zauważa główna autorka badania Juanita Gutiérrez-Valencia, doktorantka na Uniwersytecie Sztokholmskim. Badania wspierane częściowo w ramach projektu SuperGenE (Supergene evolution in a classic plant system - bringing the study of distyly into the genomic era) rzucają nowe światło na to, w jaki sposób ewolucja prowadzi do powstania zbieżnych rozwiązań problemów związanych z adaptacją. Jak podsumowuje prof. Slotte: „Dwupostaciowość to po prostu mechanizm umożliwiający skuteczne zapylanie krzyżowe. Zrozumienie mechanizmów zapylania jest szczególnie ważne w dzisiejszych czasach, w dobie zmiany klimatu oraz trudności, jakim stawiają czoła zarówno rośliny, jak i owady zapylające”. Więcej informacji: projekt SuperGenE

Słowa kluczowe

SuperGenE, supergen, kwiat, zapylanie, zapylanie krzyżowe, DNA, dwupostaciowość, len zwyczajny, pierwiosnek bezłodygowy

Powiązane artykuły

Kształtowanie polityki i wytyczne
Zmiana klimatu i środowisko
Społeczeństwo