พืชส่วนใหญ่ดูดซับแสงแดดและ CO2 ด้วยใบ ดูดน้ำและแร่ธาตุจากดินผ่านราก และมีคุณสมบัติอัตโนมัติ อย่างไรก็ตาม พืชกาฝากเป็นพืชประเภทพิเศษที่สกัดน้ำและสารอาหารจากพืชชนิดอื่น ต้นกำเนิดและวิวัฒนาการของปรสิตในพืชตลอดจนสรีรวิทยาและนิเวศวิทยาเฉพาะของพืชกาฝากเป็นหัวข้อที่น่าสนใจมากและยังต้องศึกษาอีกมาก Dodders ( Cuscuta spp., Convolvulaceae ) เป็นปรสิตโฮโลปาราไซต์ที่กระจายอยู่ทั่วโลก (กล่าวคือ ไม่มีการสังเคราะห์แสงหรือน้อยมาก) และพวกมันไม่มีรากและไม่มีใบ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา dodders ได้กลายเป็นแบบจำลองที่สำคัญสำหรับการศึกษาพืชกาฝาก
เพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิวัฒนาการของ dodders
และจัดหาทรัพยากรที่สำคัญสำหรับการศึกษาสรีรวิทยาและนิเวศวิทยาของพืชกาฝาก ห้องปฏิบัติการของ Dr. WU Jianqiang จาก Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences ผสมผสาน PacBio sequencing และเทคโนโลยี Illumina transcriptome transcriptome เพื่อให้ได้จีโนมคุณภาพสูงของ dodder Cuscuta australis
ห้องปฏิบัติการของ WU ได้ทำการวิเคราะห์เชิงเปรียบเทียบของจีโนมและวิวัฒนาการระดับโมเลกุลบนจีโนมC. australis นักวิจัยตรวจพบรูปแบบการวิวัฒนาการของจีโนมที่น่าสนใจในปรสิตตัวนี้
จากการใช้การวิเคราะห์สายวิวัฒนาการและข้อมูลการสังเคราะห์ทั่วทั้งจีโนม พวกเขาพบว่าบรรพบุรุษของ Cuscuta แยกตัวออกจากบรรพบุรุษร่วมกันของ Cuscuta และ Ipomoea เมื่อ 750 ล้านปีก่อน และบรรพบุรุษร่วมกันก็ประสบเหตุการณ์ซ้ำซ้อนของจีโนม จากนั้นจีโนม Cuscuta ก็มีวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วและยีนจำนวนมากหายไปในระหว่างการวิวัฒนาการ
นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาไปป์ไลน์ชีวสารสนเทศที่เข้มงวดและแม่นยำเพื่อตรวจหายีนที่สูญหายในจีโนมC. australis พวกเขาพบว่าประมาณ 11.7% ของยีนที่ได้รับการอนุรักษ์อย่างดีในพืช autotrophic ไม่มีอยู่ใน จีโนม C. australisและยีนที่หายไปจำนวนมากมีความสำคัญต่อการสังเคราะห์แสง หน้าที่ของรากและใบ ความต้านทานต่อความเครียดจากสิ่งแวดล้อม และการควบคุมของ การถอดความ
ที่น่าสนใจคือยีนหลายตัวที่สำคัญสำหรับการควบคุมเวลาออกดอกก็หายไปเช่นกัน เช่น FLC, FRI, SVP, AGL17 และ CO การสูญเสียยีนมีความสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงแผนร่างกายที่สำคัญใน dodder
นักวิทยาศาสตร์ยังได้ศึกษายีนที่เป็นไปได้ที่เกี่ยวข้องกับวิวัฒนาการของ haustorium ซึ่งเป็นอวัยวะเฉพาะของปรสิต พวกเขาพบว่าประมาณ 1 ใน 3 ของยีนที่แสดงออกอย่างมากใน haustorium นั้นแสดงออกอย่างมากในรากของพืช autotrophic
หลักฐานจากข้อมูลการถอดรหัส การคัดเลือกในเชิงบวก และตระกูลยีนที่มีสมาชิกขยายเพิ่มขึ้น บ่งชี้ว่ายีนจำนวนหนึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของเฮาส์โทเรียม ซึ่งรวมถึงเพคตินเอสเทอเรส ซีรีน คาร์บอกซีเปปติเดสและสารขนส่ง ตลอดจนยีนใหม่ที่ไม่ทราบหน้าที่
การศึกษานี้มีชื่อว่า “การสูญเสียยีนขนาดใหญ่ภายใต้วิวัฒนาการของจีโนมของพืชกาฝากCuscuta australis ” ได้รับการตีพิมพ์ใน Nature Communications
ดังนั้น ถึงแม้ว่าดูเหมือนว่าจะมียีนเกสรดอกไม้ F-box ครบทีม (และด้วยยาแก้พิษ) จึงเป็นวิธีที่ดีที่สุดสำหรับการผสมพันธุ์ชนิดใหม่ในการพัฒนา ระบบนี้ซับซ้อนและสามารถเปลี่ยนแปลงได้ผ่านเส้นทางที่แตกต่างกันจำนวนหนึ่ง ที่น่าสนใจในขณะที่นักวิจัยพบว่าการผสมพันธุ์แบบใหม่สามารถวิวัฒนาการได้ แต่ความหลากหลายของยีนในการจำลองเชิงทฤษฎีนั้นน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับสิ่งที่เห็นในธรรมชาติ สำหรับ Melinda Pickup การสังเกตนี้น่าสนใจ: “เราได้ให้ความเข้าใจเกี่ยวกับระบบแล้ว แต่ยังมีคำถามอีกมากมายและความลึกลับของความหลากหลายสูงในธรรมชาติยังคงมีอยู่”
Credit : hospitalitylawcheckin.com iawmontreal.org corsaworkshop.com awesomeology.org partyclips.net slimawayplan.com bawdrip.info endlessinnovationblog.com equivatexacomsds.com nitehawkvision.com
