Генетики выяснили, как авокадо «меняет пол» каждый день

Ученые впервые установили генетическую основу необычного механизма опыления авокадо, который более ста лет оставался загадкой для ботаников и селекционеров. Исследователи выяснили, что за характерный график работы мужских и женских органов цветка отвечает ген SDMYB и его различные варианты. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Цветки авокадо содержат одновременно мужские и женские репродуктивные органы, однако растение старается избегать самоопыления. Для этого используется механизм, известный как временная дихогамия: в разное время суток один и тот же цветок функционирует сначала как женский, принимая пыльцу, а затем как мужской, выделяя ее.

При этом деревья авокадо делятся на два типа с противоположными расписаниями цветения. У растений типа A цветки открываются как женские утром, а позднее становятся мужскими. У деревьев типа B последовательность обратная. Такое разделение повышает вероятность перекрестного опыления между разными растениями.

Чтобы выяснить генетическую основу этого механизма, исследователи проанализировали геномы сотен деревьев авокадо и изучили активность их генов в разное время суток. Одновременно ученые проводили полевые наблюдения, фиксируя время открытия и закрытия тысяч цветков. Эти процессы чувствительны даже к небольшим изменениям температуры и освещения.

Анализ показал, что ключевую роль играет ген SDMYB, активность которого изменяется в течение суток подобно биологическим часам. У него существуют два варианта — аллеля. Деревья типа A несут по одной копии каждого варианта, тогда как растения типа B имеют две копии рецессивного аллеля.

По оценке авторов исследования, соответствующий генетический механизм сформировался более 42 млн лет назад.

Обнаруженные маркеры могут существенно ускорить селекцию авокадо. Ранее определить, относится молодой саженец к типу A или B, можно было только после начала цветения, которого у авокадо иногда приходится ждать 10–15 лет.

Это особенно важно для коммерческих садов. Например, в Калифорнии около 10% посадок могут занимать деревья типа B, используемые главным образом как опылители для растений типа A. При этом самый распространенный коммерческий сорт Hass относится к типу A, тогда как плоды многих B-сортов обладают меньшей рыночной ценностью.

Теперь селекционеры смогут определять тип цветения растений еще на стадии саженцев с помощью генетических маркеров. Это позволит заранее отбирать нужные деревья, экономить годы работы, сокращать затраты и эффективнее использовать площадь садов. В перспективе открытие может помочь создавать новые сорта авокадо с улучшенными характеристиками.

Плотоядное растение подтвердило предсказание Дарвина — видео

Биологи: пчелы выбирают цветы так же, как люди — рестораны

В Кембридже запустили эксперимент с «разговаривающими» растениями

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX