Ученые из Калифорнийского университета в Беркли (США) исследовали генетические особенности секвой вида Sequoia sempervirens, растущих на Калифорнийском побережье. Их называют «красным деревом». С помощью оригинального генетический анализа коротких последовательностей ДНК они смогли найти различия между отдельными особями растений. Эта работа поможет в деле охраны старых секвойных лесов, чтобы древние деревья избежали вырубки. Результаты работы опубликованы в свежем выпуске журнала Applications of Plant Sciences и кратко — в пресс-релизе Ботанического общества США.
Секвойя известна не только тем, что это самое высокое и древнее дерево на планете. В отличие от других хвойных, секвойя может размножаться вегетативно — отростками, скажем, от обломка ветви, упавшего ствола или корней. Древесина секвойи ценится у краснодеревщиков, и поскольку это быстрорастущий вид, молодые леса активно вырубают в коммерческих целях. Если в древности «красное дерево» занимало все северное полушарие, то теперь его можно найти только на побережье Калифорнии ближе к югу штата Орегон. Чтобы не вырубить случайно старый лес, находящийся под охраной, ученые ищут способы точного различения деревьев. Один из методов — генетический анализ тканей дерева. В данном случае ученые искали метод анализа клональных линий секвой, то есть тех, что размножились вегетативно. Таких исследований очень мало, поэтому ученым пришлось решать многие проблемы впервые.
Одна из особенностей секвой в том, что они гексаплоиды, что значит у них не две, а шесть копий каждой гомологиченой хромосомы в геноме. Как пояснил в пресс-релизе Лакшми Нарайян (Lakshmi Narayan), магистрант в Беркли и ведущий автор работы, генетический анализ полиплоида затруднен из-за большого числа аллелей. Есть и другая сложность при анализе генома клональных растений — у них высока вероятность соматической мутации, что путает анализ и не дает определить происхождение конкретной поросли (клонального растения). Тем не менее Найраян с коллегами собрали образцы ДНК 770 деревьев, среди которых им удалось определить 449 разных клонов.
Успех метода кроется в анализе повторений короткой последовательности ДНК от разных тканей красного дерева — камбия, листвы и отростков. Короткие последовательности ДНК, микросателлиты, есть у всех живых организмов и широко используются, чтобы отличить одну особь от другой. Сравнивая данные от разных тканей одного образца, ученые сократили возможность ошибки. Они надеются, что их метод подойдет и для других видов растений.
Об использовании микросателлитов см., например, заметку Научной России «Как связаны гены и фонемы — и связаны ли вообще».
