A közönséges és egyszerű májfű új betekintést nyújt a növények evolúciójába

2017. október 06

közönséges

Felirat: Marchantia polymorpha. Hitel: Fuchs (1542)

A legtöbb ember számára az egyszerű májfű, egy mohaszerű cserje, gyakori kerti kártevő, amely nedves körülmények között virágzik. De John Bowman professzor, a Monash Biológiai Tudományok Iskolája számára a májfű a kulcs a növények fejlődéséhez.

Bowman professzor laboratóriumában tanulmányozzák a Marchantia polymorpha közönséges, könnyen termeszthető májfürtöt, amely mind a májfű, mind a szárazföldi növények számos primitív tulajdonságát mutatja.

Egy nemrégiben a rangos Cell folyóiratban megjelent tanulmányban a kutatók azt találták, hogy a májfűfélék nagyobb ősi szárazföldi növényi karaktereket tartanak fenn, mint bármely más fennmaradt szárazföldi növény.

A M. polymorpha-t a fiziológia, az anatómia és a genetika kutatói széles körben tanulmányozták, és a szárazföldi növények legtöbb filogenetikai elemzésében példaként szerepel.

A szárazföldi növények eredete a föld történelmének egyik legfontosabb evolúciós eseménye volt, amely drámai módon megváltoztatta a geokémiai ciklusokat és megváltoztatta más populációk, például állatok evolúciós pályáit.

"A szárazföldi növények fejlődése nélkül kevés lenne a szárazföldi állatok élete" - mondta Bowman professzor.

"A szárazföldi növények egy ősi édesvízi charophycean algából fejlődtek ki, amelyből számos fejlődési, biokémiai és sejtbiológiai tulajdonságot örököltek" - mondta.

A fennmaradt szárazföldi növények (májfű, moha, szarvasfű) három legkorábbi, nemzettörzsét együttesen bryophytáknak nevezik.

A bryofita filogenetikai kapcsolatok továbbra is vitatottak, szinte minden lehetséges topológiát különböző molekuláris adatkészletek alapján javasolnak.

A májfűhöz rendelt kövületek azonban megelőzik a mohának vagy a szarvasfűnek leírtakat, és a szisztematikus és filogenetikai vizsgálatokból származó bizonyítékok azt sugallják, hogy a szárazföldi környezetben gyarmatosító első növények a májfű tulajdonságával rendelkeztek.

"A májfűzők nemcsak az ősök morfológiai és anatómiai jellemzőit, hanem az ős szárazföldi növény genomi jellemzőit is megtartják, különösen a szabályozó gének tekintetében" - mondta Bowman professzor.

„Az ősregulációs genom megtartása a májfűekben annak a következménye, hogy nem mennek keresztül teljes genom-duplikációk, amelyek a legtöbb szárazföldi növény törzsében gyakoriak, valószínűleg a májfűző nemzetség korai szakaszában kialakuló dimorf nemi kromoszómák következményei.

"A genom egyszerűsége és a könnyű genetikai manipuláció miatt a Marchantia polymorpha kiváló modell, amely a szárazföldi növénybiológia alapvető kérdéseivel foglalkozik."

Bowman professzor a tanulmány vezető szerzője, hosszú ideje együttműködve

Takayuki Kohchi professzor a Kiotói Egyetemről.

A projekt közösségi szekvenálási projekt volt, a szekvenálás nagy részét a Joint Genome Institute (USA Energiaügyi Minisztérium) végezte el, majd ezt követte a genom elemzése a világ minden tájáról mintegy 100 tudósból álló, különféle érdeklődéssel rendelkező hálózatból.