Вольфия (Wolffia), произрастающая в том числе и на территории Краснодарского края является самым быстрорастущим из известных растений. Эта родственница обыкновенной ряски встречается на всех континентах, кроме Антарктиды и способна за сутки удвоить свою массу. При этом, размер растения около 1 мм. Но генетика, лежащая в основе успеха этого странного маленького растения, долгое время оставалась загадкой для ученых. И только недавно благодаря достижениям в области секвенирования генома, удалось понять, с чем связан такой быстрый рост.
Группа исследователей под руководством ученых из Института Солка (США) провела исследование, результаты которого опубликовала в журнале Genome Research за февраль 2021 года. По мнению авторов, оно помогло не только изучить конкретный вид, но и разработать механизмы для более эффективного выращивания сельскохозяйственных растений.
«Большой прогресс в науке был достигнут благодаря изучению очень простых организмов, таким как дрожжи, бактерии и черви», – говорит Тодд Майкл, один из авторов статьи, профессор Лаборатории молекулярной и клеточной биологии растений Солка. «Идея здесь в том, что мы можем использовать абсолютно минималистичное растение, такое как вольфия, чтобы понять фундаментальные принципы того, что делает растение растением».
Вольфия выглядит как крошечные плавающие зеленые семена, каждое растение размером с булавочную головку. У нее нет корней, а только одна сросшаяся структура стебель-лист, называемая вайей. Она размножается подобно дрожжам, когда дочернее растение отделяется от материнского. Некоторые эксперты полагают, что при удвоении всего за сутки вольфия может стать важным источником белка для растущего населения Земли. Впрочем, вольфию уже едят в некоторых частях Юго-Восточной Азии, где он известен как кхай-нам, что переводится как «водяные яйца».
Ученые подробно изучили геном вольфии и сделали много открытий. Рост большинства растений регулируется дневным и ночным циклом, при этом большая часть роста происходит утром.
«Удивительно, но вольфия имеет вдвое меньше генов, которые регулируют цикл свет/темнота, по сравнению с другими растениями», – говорит Майкл. «Мы думаем, что именно поэтому она так быстро растет. У нее просто нет ограничителя».
Исследователи также обнаружили, что гены, связанные с другими важными элементами поведения растений, такими как защитные механизмы и рост корней, отсутствуют. «Это растение потеряло большинство генов, которые ему не нужны», – добавляет Майкл. «Похоже, что оно сосредоточилась только на неконтролируемом быстром росте».
Это растение обещает стать новой лабораторной моделью для изучения основных характеристик поведения растений, в том числе того, как гены участвуют в различных видах биологической активности.
