Rozszyfrowano genom "choinki"

Norweski świerk pospolity (Picea abies), tradycyjnie stawiany w domach jako świąteczna choinka, to jedno z najlepiej rozpoznawalnych na naszej półkuli drzew o dużym znaczeniu ekonomicznym i ekologicznym.

Świerk reprezentuje rośliny nagonasienne, których wspólną cechą jest zdolność do wytwarzania nasion. Nagonasienne obejmują gatunki zarówno potężne (choćby sekwoje), jak i rekordowo długowieczne, np. niektóre sosny (jak się szacuje, niektóre okazy Pinus longaeva rosnące w Ameryce Północnej mogą mieć nawet 3000–4600 lat). Są też iglaki, reprezentowane przez sosny i właśnie świerki, o wyjątkowym znaczeniu gospodarczym, gdyż zaspokajają popyt na drewno i masę potrzebną do produkcji papieru.

Kluczem do zrozumienia biologii tych drzew są właśnie badania genetyczne. Genom świerku Picea abies zawiera 20 mld par nukleotydów. Wstępne wyniki jego badania przedstawia w \"Nature\" międzynarodowy zespół naukowców pod kierunkiem Stefana Janssona ze szwedzkiego Umea University.

Jak twierdzą badacze, mimo wielkiego genomu, pod względem samej liczby genów świerk nie różni wiele od skromnego rzodkiewnika (Arabidopsis czyli roślinnego odpowiednika muszki owocowej, wykorzystywanego w laboratoriach), którego całkowity genom jest jednak sto razy mniejszy. Duże rozmiary genomu świerku mogą być wynikiem nagromadzenia w nim tzw. transpozonów, czyli sekwencji DNA, które mogą się przemieszczać na inne pozycje w genomie komórki, co bywa przyczyną mutacji i zmian ilości DNA w całym genomie.

Opisanie genomu świerku jest \"nie lada osiągnięciem zarówno z punktu widzenia technicznego, jak też poznawczego\" - podkreśla autor komentarza w \"Nature\", Ronald Sederoff z North Carolina State University w Raleigh (USA). Między innymi dlatego, że są to jednocześnie pierwsze wyniki na temat rośliny nagonasiennej. W badaniach genetycznych nagonasienne stanowią duże wyzwanie, gdyż ich genomy są zwykle bardzo rozbudowane - zawierają średnio ok. 37 miliardów par nukleotydów - i pełne powtarzalnych sekwencji DNA.

Znajomość ich genomu oznacza, że z czasem można będzie wskazać geny decydujące o mechanizmach wzrostu, rozwoju, adaptacji do otoczenia i ewolucji. Te mechanizmy, realizowane w skali mikroskopijnej, przekładają się na subtelne cechy budowy drewna, stopień sztywności tkanek, mechanizmy transportu wody, sposoby reprodukcji, rozwoju i zdolności przystosowania do zmian w otoczeniu.

Dlatego rozpoznanie genów i ich właściwości otwiera perspektywę związaną z zastosowaniami na polu inżynierii genetycznej, np. prac nad odmianami produkującymi więcej drewna.

Zdaniem badaczy cała grupa roślin nagonasiennych pojawiła się na Ziemi ok. 360 mln lat temu, choć mało jest wiadomo na temat jej początków. Badania genomu świerku rzucają nowe światło na ewolucyjne początki roślin nagonasiennych i historii związanej z opanowywaniem przez nie Ziemi. (PAP)

zan/ agt/