Дослідники з Університету Східної Кароліни (США) разом з колегами з Університету Хенаня та Інституту ботаніки Куньміна (Китай) вивчили геноми представників основних груп наземних рослин і водоростей. Вони з’ясували, коли відбулися два основних епізоди перенесення генів від мікроорганізмів до рослин.
Автори нової роботи вивчили геноми 31 виду з усіх основних груп рослин, зокрема, мох, папороть, трави, пасльонові, насіннєві рослини та харофітові водорості.
В результаті аналізу геномів дослідники з’ясували, що близько 600 сімейств генів сучасних рослин з’явилися через горизонтальне перенесення генів. Це процес, в якому організм передає генетичний матеріал організму-непотомку. У вертикальному перенесенні генів, навпаки, організм отримує генетичний матеріал від предка.
Під час горизонтального перенесення генів рослини отримали гени від бактерій і грибів, але зустрічаються також вірусні послідовності.
“Наше дослідження змінює усталений погляд на еволюцію наземних рослин. Я підозрював, що горизонтальне перенесення генів допомогло рослинам вийти з води на сушу, але дотепер ми не були впевнені в його впливі”, – говорить Цзіньлін Хуан, автор роботи, біолог з Університету Східної Кароліни (США)
Крім цього, автори роботи з’ясували, що було два ключових горизонтальних перенесення генів у харофітових водоростей і наземних рослин. Це сталося в процесі, коли сотні сімейств генів перейшли від мікроорганізмів до рослин.
Багато з набутих генів беруть участь у виконанні важливих біологічних функцій у рослин: стресових реакціях, транспорті іонів і метаболітів, зростанні, розвитку і метаболізмі.
“Наше відкриття показує, що горизонтальне перенесення генів серйозно змінило еволюцію наземних рослин. У порівнянні з мутаціями в результаті вертикального перенесення генів горизонтальне перенесення дозволяє рослинам швидко набувати нових рис, частина з них допомогла рослинам адаптуватися до зовсім іншого середовища: наприклад, коли вони перейшли з води на сушу”, – говорить Цзіньлін Хуан, автор роботи, біолог з Університету Східної Кароліни (США).