Низкочастотные соматические мутации наследуются у тропических деревьев

Ученые часто рассматривают соматические мутации как источник адаптивных изменений, который играет важную роль в эволюции растений. Однако мутационный процесс у растений недостаточно хорошо изучен. Международная группа исследователей проверила ряд гипотез о накоплении и передаче мутаций в растениях на двух экологически и экономически важных видах деревьев, произрастающих в лесах Французской Гвианы: Dicorynia guianensis и Sextonia rubra.

Авторы отобрали по три листа с десяти ветвей каждого из деревьев, а также ткани камбия у основания стволов (в качестве контроля). Эти листья произрастали на разной высоте в условиях различной освещенности. Используя методику обнаружения мутаций, изначально разработанную для работы с опухолями человека, а затем адаптированную к растениям, исследователи идентифицировали 15 066 de novo соматических мутаций у D. guianensis и 3 208 — у S. rubra. Из них 5–9% мутаций встречались только на одной ветке, остальные — по крайней мере на двух. Авторы обнаружили в 10–100 раз больше мутаций, чем в ранних исследованиях, что они связывают с другой методологией.

Исследователи также получили референсные геномы. Интересно, что не было обнаружено различий в количестве мутаций или их типе в зависимости от воздействия высокой или низкой освещенности (влияния ультрафиолета). Кроме того, исследователи не обнаружили какой-либо связи между распространением мутаций и схемой ветвления дерева.

Среди всех выявленных соматических мутаций авторы отобрали мутации-кандидаты для проверки их наследуемости. Зародыши плодов были протестированы на наличие данных мутаций. В плодах D. guianensis было обнаружено 23 из 160 мутаций-кандидатов, а у S. rubra — 9 из 36. Удивительно, что почти все эти мутации были низкочастотными. До недавнего времени считалось, что соматические мутации, встречающиеся редко, не передаются потомству, и соответственно, не способствуют увеличению внутривидового разнообразия.

Авторы заключают, что существует более сложная связь между ростом, старением и скоростью возникновения мутаций, чем считалось ранее. В будущем ученые планируют выяснить, есть ли разница в скорости возникновения мутаций у деревьев, произрастающих в умеренных и тропических широтах.

Асимметрию деления растительных клеток обеспечивает пространственное ограничение цитоскелета