Генетики разобрались в хитросплетениях родословного древа трюфелей

Перигорский черный трюфель (Tuber melanosporum)

public domain

Генетики проследили историю четырех видов трюфелей, в том числе белого, итальянского и черного русского, сообщается в Nature Ecology&Evolution. Предки этих грибов разделились больше 140 миллионов лет назад, но при этом имеют много общих признаков. У всех исследованных видов оказалось ограниченное количество генов, кодирующих ферменты, расщепляющие клеточные стенки растений, и повышенная экспрессия генов, ассоциированных с биосинтезом летучих веществ, придающих трюфелям характерный аромат.

Большинство видов трюфелей относятся к роду Tuber, отделу сумчатых грибов или аскомицетов. Они являются симбионтами корней высших растений и образуют на них эктомикоризу — оплетают корни мицелием, образуя на них своеобразный чехол. Грибы получают от дерева аминокислоты и углеводы, и, в свою очередь, помогают растениям усваивать минеральные вещества и воду. Плодовые тела трюфелей, которые вырастают на корнях растений, обладают сильным запахом, который привлекает животных, поедающих грибы и распространяющих споры. И в древности, и сейчас некоторые трюфели считаются деликатесом и высоко ценятся.

Несколько лет назад генетики отсеквенировали геном перигорского трюфеля (Tuber melanosporum) и обнаружили ряд интересных свойств. В частности, выяснилось, что у гриба много мобильных генетических элементов (так называются участки генома, которые могут перемещаться внутри него), сравнительно мало генов, кодирующих ферменты, которые расщепляют клеточные стенки и повышенная экспрессия генов, кодирующих летучие вещества, придающие трюфелям характерный запах.

В новом исследовании ученые из девяти стран под руководством Френсиса Мартина (Francis Martin) из Национального института агрономических исследований Франции отсеквенировали геномы еще четырех видов трюфелей — итальянского (Tuber magnatum), черного русского (Tuber aestivum), степного (Terfezia boudieri) и белого (Choiromyces venosus). Затем они сравнили полученные геномы с уже известным геномом перигорского трюфеля, и геномами нескольких других видов сумчатых грибов. Кроме того, ученые проанализировали экспрессию генов, кодирующих ферменты, связанные с биосинтезом летучих веществ.

Авторы работы выяснили, что последний общий предок исследованных трюфелей (вида T.boudieri и всех остальных) жил около 470 миллионов лет назад. Грибы из рода Tuber начали отделяться друг от друга около 140 миллионов лет назад, а последними, примерно 30-25 миллионов лет назад, разделились черный русский и итальянский трюфели.

Несмотря на довольно большое время, которое прошло с момента разделения видов, оказалось, что в их геномах сохранились общие особенности. Так, в геноме трюфелей, по сравнению с другими видами, оказался очень большой процент мобильных элементов. В геномах разных видов находится от 30 до 58 процентов мобильных элементов. В то же время, выяснилось, что в геноме трюфелей сравнительно немного генов, которые кодируют ферменты, расщепляющие клеточные стенки растений-симбионтов и позволяющие усваивать органические вещества из почвы. Также у разных видов трюфелей оказалось большое количество похожих генов (до 75 процентов), которые ассоциируются с симбиозом. По мнению исследователей, это указывает на то, что метаболизм у этих видов грибов очень похож, несмотря на то, что они являются симбионтами разных видов растений. Также оказалось, что синтез летучих веществ, придающих трюфелям характерный аромат, связан не с мутациями в геноме, а с различной экспрессией одних и тех же генов.

Ранее генетики отсеквенировали геном чайной розы, и выяснили, что синтез летучих веществ, придающих цветам аромат, и пигментов, отвечающих за цвет роз, координируется одним и тем же тандемом из белка и некодирующей РНК.

Екатерина Русакова






Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.