Научный взгляд: горные растения помогают понять стратегию выживания в условиях стресса

Горная среда обитания — это экстремальные условия, такие как низкие температуры, высокая ультрафиолетовая радиация и ограниченный уровень кислорода, требующие от растений, произрастающих в этих регионах, уникальных способностей к адаптации. Несмотря на их экологическую важность, генетические механизмы, лежащие в основе этих адаптаций, изучены недостаточно хорошо.

Изучение этих механизмов имеет огромное значение, поскольку позволит понять устойчивость растений и стратегии выживания в условиях экологического стресса. Специалисты Китайской академии наук провели всестороннее исследование для выявления генетических и физиологических адаптаций, обеспечивающих выживание растений в суровых условиях на примере геномных адаптаций альпийского растения Triplostegia glandulifera.

В исследовании была представлена подробная сборка генома T. glandulifera и проведено сравнение с равнинным видом Lonicera japonica. Ученые обнаружили явление дупликации всего генома у T. glandulifera, которое увеличило количество генов, связанных с низкими температурами, что повысило способность растения противостоять холодовому стрессу. Были выявлены ключевые гены растения, играющие важную роль в устойчивости к холоду.

В ходе научной работы у альпийских растений было обнаружено сокращение генов устойчивости к болезням, что указывает на стратегию экономии энергии в среде с меньшим количеством патогенов. Такое сокращение генов, связанных с иммунитетом, отражает адаптацию к альпийской среде обитания, где экономия энергии является важной для выживания.

Результаты научного эксперимента дают ценное представление о генетических основах адаптации к альпийским условиям. Понимание этих механизмов имеет решающее значение для сохранения видов и может стать основой для сельскохозяйственной практики в сложных условиях.

Полученные данные могут существенно повлиять на стратегии сохранения альпийских растений, которые особенно уязвимы к изменению климата.

Изучение ботанических особенностей растений, способствующих их расселению и адаптации на новых территориях, проводят в научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР»). Полученные в ходе исследований результаты и знания являются основой для проведения анализа фитосанитарного риска и разработки методических рекомендаций по выявлению и идентификации инвазивных видов.

Источник: Jian Zhang et al, Coping with alpine habitats: genomic insights into the adaptation strategies of Triplostegia glandulifera (Caprifoliaceae), Horticulture Research (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae077