Искусственное изменение белка CENH3 в центромере – путь к выведению гомозиготных линий растений
Новые исследования ученых Геномного Центра и Отделения Биологии Растений университета Дэвиса (США, шт. Калифорния) прояснили роль белка CENH3 в ДНК растений.
Выяснилось, что искусственно измененный CENH3 перед оплодотворением выводится из ДНК, ослабляя центромеру. «При последующих делениях вносимые яйцеклеткой центромеры, обедненные CENH3, не могут конкурировать с центромерами, богатыми CENH3, вносимыми спермиями. В результате женский геном устраняется», — сказал профессор Люка Комаи из университета Дэвиса.
Получается гаплоид — растение с набором хромосом от одного родителя.
Роль белка CENH3 оставалась загадкой для ученых более 10 лет – с тех пор, как от скрещивания дикого Arabidopsis с растениями с модифицированным CENH3 были получены растения с половиной нормального числа хромосом. Однако, когда в других лабораториях от модельного растения Arabidopsis перешли к сельскохозяйственно-значимым ячменю и кукурузе, оказалось, что результаты то повторяются, то нет, словно для каждого вида действуют свои правила.
Профессор Комаи сказал, что вывод о том, что любое избирательное истощение CENH3 ослабляет центромеру, объясняет и первоначальный результат, и новые результаты других лабораторий.
Эти знания должны облегчить выведение гомозиготных линий в культурных растениях.
Гомозиготные диплоидные линии используются в селекционных программах для улучшения сельскохозяйственных культур. Скорость выведения нового сорта увеличивается в 2-2,5 раза.
Arabidopsis – или резуховидка, растение из семейства крестоцветных — наиболее часто используемое в генетических исследованиях растение. У него очень короткий геном, состоящий из 5 пар хромосом. В его геном легко встраивать чужую ДНК. Arabidopsis легко выращивать в лаборатории; он хорошо самоопыляется. Каждое растение дает десятки тысяч семян, и полный жизненный цикл от прорастания семян до получения новых занимает полтора месяца.
Arabidopsis – первое растение, геном которого был расшифрован.
Многие исследователи начинали опыты с Arabidopsis, чтобы потом переключиться на сельскохозяйственно-значимые культуры.