Ученые расшифровали геном популярных окинавских морских водорослей уми-будо или морской виноград, которые могут помочь облегчить выращивание культуры и решить экологические проблемы, вызванные инвазивным распространением родственных видов.
Растение покрыто крошечными зелеными шариками вдоль стеблей. При пережевывании высвобождается освежающий аромат, напоминающий море.
Если вы когда-либо обедали на тропическом острове Окинава, Япония, ваша тарелка, возможно, была украшена замечательной кучей морских водорослей, каждая нить которых покрыта крошечными зелеными пузырьками. Известный как umi-budo или морской виноград, соленая закуска хорошо сочетается с рисом и стаканом пива. Но уми-будо - это больше, чем гарнир; это основной урожай для Окинавских фермеров.
Исследователи из Окинавского Института науки и техники недавно расшифровали геном морского винограда, чтобы узнать об уникальной морфологии растения и помочь фермерам в правильном выращивании сочных морских водорослей.
Многие фермеры сталкиваются с проблемами, когда плохо растет морской виноград. Сегодня они не знают, почему возникают такие проблемы. По словам ученых, геномные данные могут показать им, какие гены вызывают такие неприятности.
С каталогом всех генов, контролирующих рост морского винограда, исследователи могут помочь фермерам диагностировать дефектные растения, когда они вырастут. Эти исследования могли бы также способствовать сдерживанию распространения тесно связанных между собой зеленых водорослей, которые наносят ущерб окружающей среде, вытесняя местные сорта растений в Средиземном море и Пантихоокеанском регионе.
Исследование выявило ключевые гены, которые позволяют морскому винограду, одноклеточному организму, принимать сложную форму, и продемонстрировало полезность использования водорослей для изучения эволюционных процессов в зеленых растениях.
В последнее время другие страны начали культивировать этот и связанные с ним виды зеленых водорослей. По словам ученых, эта геномная информация может помочь их будущему развитию.
Как рассказывают ученые, отделу морской геномики было любопытно, как растение, состоящее всего из одной клетки, могло вырасти в такую фантастическую форму, придавая морскому винограду его необычную текстуру.
Исследователям удалось расшифровать высококачественный геном растения umi-budo и сравнить его с известными геномами растений, чтобы увидеть, появились ли определенные гены в разных количествах между ними.
Результаты показывают, что морской виноград содержит расширенный набор генов, которые, как полагают, происходит от основного набора генов, найденного у общего предка зеленых растений.
Среди этих генов есть те, которые кодируют регуляторы ядерного транспорта - белки, которые помогают контролировать, как информация движется между ядрами и цитозолом, жидкостью, в которой плавают органеллы клетки. В многоклеточных организмах регуляторы транспорта настраивают целые клетки только на получение определенных сигналов. В UMI-budo, одноклеточном организме, белки делают то же самое для отдельных ядер в клетке.
По сравнению с другими зелеными водорослями, у морского винограда есть дополнительные гены для кодирования белков гомеобокса, которые помогают регулировать физическое развитие растений. Гомеобокс - белки, управляющие критическими генами, что позволяет включать или выключать их.
В будущем подразделение морской геномики надеется проанализировать экспрессию генов на протяжении всего жизненного цикла морского винограда. Например, данные свидетельствуют о том, что специфические гены гомеобокса высоко экспрессируются в пыльце и яйцах наземных растений.
Они могут иметь аналогичное значение на ранних этапах жизни umi-budo. Поскольку выращивание морского винограда укореняется за пределами Окинавы и через Тихий океан, эти геномные данные могут помочь фермерам разработать более эффективные стратегии выращивания.
В то время как исследователи OIST работают с umi-budo в лаборатории, любители еды могут продолжать заказывать восхитительные морские водоросли в ресторанах по всей Японии.
