Растения контролируют мутации в разных типах клеток для баланса стабильности и адаптации
Исследование Калифорнийского университета в Дэвисе показало, как растения регулируют частоту мутаций в разных типах стволовых клеток, чтобы балансировать между адаптацией и стабильностью. Результаты, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, важны для селекции таких культур, как картофель и бананы.
Учёные обнаружили, что ДНК-мутации накапливаются в 4,5 раза чаще в стволовых клетках, производящих кожу растения (L1 слой), по сравнению со стволовыми клетками, производящими яйцеклетки и сперматозоиды (L2 слой). Это показывает, как растения сохраняют стабильный геном для потомства, обеспечивая гибкость в других клеточных типах.
«Мутации создают вариативность, которая питает эволюцию и нашу способность создавать лучшие культуры», — пояснил профессор Лука Комаи.
Растения хранят стволовые клетки в апикальной меристеме — куполообразной структуре с тремя слоями (L1, L2, L3). Только клетки L2 слоя производят гаметы, поэтому при половом размножении потомство наследует только L2-мутации. При вегетативном размножении (клубнями, побегами) могут передаваться мутации из всех слоёв.
Изучая сорта картофеля Desiree и Red Polenta, которые размножались клонально более 50 лет, исследователи обнаружили, что L1 клетки накопили значительно больше мутаций, чем L2. Это указывает на приоритет растений в сохранении стабильности генома для потомства.
«Растения взаимодействуют с окружающей средой через кожу, поэтому более высокая адаптивность этих клеток позволяет быстрее приспосабливаться к изменениям», — отметил Комаи.
Результаты важны для биотехнологий: генетически модифицированные растения создаются из одной клетки одного слоя, что может привести к потере полезных мутаций из других слоёв.
0 комментариев