Merremia boisiana — мощная и агрессивная лиана из семейства вьюнковых (Convolvulaceae), способная за сутки вырастать более чем на 12 см и в считанные недели подавлять целые участки местной растительности. Это растение, несмотря на свое декоративное и биологическое значение, долгое время оставалось генетически неохваченным.
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Tropical Plants, представляет первую полную хромосомную сборку генома лианы и объясняет причины ее стремительного роста и успешной конкуренции.
Проект ученых Хайнаньского университета объединил современные методы секвенирования: Illumina, Oxford Nanopore и Hi-C. Исследователи получили больше 510 Мб генетической информации, распределенной по 15 хромосомам, с полнотой сборки 98,7% по BUSCO, аннотировано 37 389 белок-кодирующих генов.
Особое внимание привлекли гены, связанные с гормональной регуляцией. Установлено, что у M. boisiana значительно расширены генные семейства, участвующие в синтезе ауксина, салициловой, абсцизовой и жасмоновой кислот — ключевых фитогормонов, регулирующих рост, развитие корней и стрессоустойчивость. Многие из этих генов экспрессируются преимущественно в корневой системе, что может объяснять способность лианы быстро осваивать новые территории.
Эволюционный анализ показал, что около 20 млн лет назад M. boisiana и культурный батат (Ipomoea batatas) имели общего предка. За это время в геноме лианы произошло тройное дублирование генома (whole-genome triplication) и последующие хромосомные перестройки, способствовавшие сохранению и специализации важных генов.
Кроме того, больше 60% генома составляют повторяющиеся последовательности, которые могли играть роль в быстрой адаптации к различным экологическим условиям.
Результаты этого исследования открывают новые горизонты для сельского хозяйства и экологии. Благодаря близкому родству с бататом, полученные данные можно использовать для улучшения культурных растений. Кроме того, понимание генетических основ агрессивного роста M. boisiana может помочь в разработке стратегий контроля за инвазивными видами и сохранения биоразнообразия.
Кроме лианы M. boisiana, способной к агрессивному росту, существуют еще и растения-вампиры.