Amborella (Amborella trichopoda) уникален как единственный оставшийся в живых древнего эволюционного происхождения, которое прослеживает до последнего общего предка всех цветущих растений. Растение – маленькое дерево подлеска, найденное только на главном острове Новой Каледонии в Южном Тихом океане. Усилие расшифровать геном Amborella – во главе с учеными из Университета Государственного университета Пенсильвании, Университета в Буффало, Флоридского университета, Университета Джорджии и Калифорнийского-университета-Риверсайда – обнаруживает доказательства для эволюционных процессов, которые проложили путь к удивительному разнообразию больше чем 300 000 разновидностей цветущего растения, которыми мы наслаждаемся сегодня.Это уникальное наследие дает Amborella специальную роль в исследовании цветущих растений. «Таким же образом то, что последовательность генома утконоса – оставшийся в живых древнего происхождения – может помочь нам изучить эволюцию всех млекопитающих, последовательность генома Amborella может помочь нам узнать об эволюции всех цветов», сказал Виктор Альберт из Университета в Буффало.
Ученые, которые упорядочили геном Amborella, говорят, что он представляет неопровержимые свидетельства, что предок всех цветущих растений, включая Amborella, развитый после «события удвоения генома», которое произошло приблизительно 200 миллионов лет назад. Некоторые дублированные гены терялись со временем, но другие взяли новые функции, включая вклады в развитие цветочных органов.«Удвоение генома может, поэтому, предложить объяснение «отвратительной тайне Дарвина» – по-видимому резкое быстрое увеличение новых разновидностей цветущих растений в отчетах окаменелости, датирующихся к меловому периоду», сказал Клод dePamphilis Университета Государственного университета Пенсильвании. «Поколения ученых работали, чтобы решить эту загадку», добавил он.Сравнительные анализы генома Amborella уже предоставляют ученым новый взгляд на генетическое происхождение важных черт во всех цветущих растениях – включая все главные продовольственные разновидности урожая. «Из-за основного филогенетического положения Амбореллы это – эволюционный справочный геном, который позволяет нам лучше понимать изменения генома в тех цветущих растениях, которые развились позже, включая эволюцию генома наших многих хлебных злаков – следовательно, это будет важно для улучшения урожая», подчеркнул Дуг Солтис из Флоридского университета.
Как другой пример ценности генома Amborella, Джошуа Дер в Государственном университете Пенсильвании отметил, что «Мы оцениваем, что по крайней мере 14 000 кодирующих белок генов существовали в последнем общем предке всех цветущих растений. Многие из этих генов уникальны для цветущих растений, и многие, как известно, важны для производства цветка, а также других структур и других процессов, характерных для цветущих растений».«Эта работа обеспечивает первую Global Insight относительно того, как цветущие растения генетически отличаются от всех других заводов на Земле», сказал Брэд Барбэзук из Флоридского университета, «и это дает новые представления относительно того, как семенные растения генетически отличаются от несеменных растений».
Джим Либенс-Мэк от UGA отметил, что «Последовательность генома Amborella облегчила реконструкцию заказа предкового гена в ‘ядре eudicots’, огромная группа, которая включает приблизительно 75 процентов всех покрытосемянных растений. Эта группа включает помидор, яблоко и бобы, а также строевые деревья, такие как дуб и тополь». Как эволюционный посторонний этой разнообразной группе, геном Amborella позволил исследователям оценивать линейный заказ генов в наследственном eudicot геноме и выводить определенные для происхождения изменения, которые произошли более чем 120 миллионов лет эволюции в ядре eudicot.В то же время Amborella, кажется, приобрел некоторые необычные геномные особенности, так как он отделился от остальной части древа жизни цветущего растения.
Например, последовательности ДНК, которые могут изменить местоположения или умножиться в геноме (взаимозаменяемые элементы), кажется, стабилизировались в геноме Amborella. Большинство заводов приводит доказательство недавних взрывов этой мобильной деятельности ДНК, «Но Amborella уникален в этом, это, кажется, не приобрело много новых мобильных последовательностей за прошлые несколько миллионов лет», заявила Сью Весслер Калифорнийского-университета-Риверсайда. «Вставка некоторых взаимозаменяемых элементов может затронуть выражение и функцию кодирующих белок генов, таким образом, прекращение мобильной деятельности ДНК, возможно, замедлило темп эволюции и структуры генома и функции гена».В дополнение к его полезности в ретроспективных исследованиях эволюции цветущих растений последовательность генома Amborella предлагает понимание истории и сохранения населения Amborella.
Есть только 18 известного населения этого совершенно особого покрытосемянного растения в гористых регионах Новая Каледония.«Повторно упорядочивание отдельных заводов Amborella через диапазон разновидностей показывает географическую структуру с последствиями сохранения плюс доказательства недавнего, главного генетического узкого места», отметила Пэм Солтис из Флоридского университета.
Подобное сужение наследственной изменчивости произошло, когда люди мигрировали от Африки до найденного современного евразийского населения.