Мало кто задумывается о том, что ни один полноценный завтрак не обходится без довольно скромных на вид растений – злаков. И без них же вряд ли возможен полноценный мясной обед, ведь злаки составляют основу рациона для большинства выращиваемых человеком животных. А если смотреть в глубь веков, то даже само возникновение человеческой цивилизации связано со злаками. Ведь ими покрылись освободившиеся от леса земли, что позволило нашим предкам перейти на новый этап развития – от собирательства и охоты к скотоводству и земледелию.
Поэтому злаки не оставляют ученых равнодушными. Но в филогении и систематике многих родов до сих пор остались белые пятна. Один такой «сложный» род – Ковыль (Stipa) – не дает покоя пытливым умам ученых научно-исследовательской лаборатории «Гербарий» ТГУ. Руководитель исследований по ковылям, старший научный сотрудник Полина Гудкова, уже более 10 лет посвятила их изучению на территории Азиатской России. Трудности систематики ковылей связаны с их морфологической пластичностью и небольшим числом признаков, по которым можно распознавать виды. По данным сотрудников лаборатории, большое разнообразие ковылей и запутанные филогенетические отношения внутри рода объясняются гибридизацией. Доля видов, имеющих гибридное происхождение, у ковылей достигает 30 процентов! Изучать этот феномен непросто, ведь дрейф генов, рекомбинация и естественный отбор по-разному влияют на участки генома. Это затрудняет оценку филогенетических отношений видов.
Полина Гудкова: Уже 4 года мы занимаемся исследованием видов Stipa по методу NGS (Next Generation Sequence). Метод позволяет «прочитать» большие участки генома. В получающемся при этом значительном объеме данных секвенирования очень сложно разобраться без ориентиров. Референсный геном, или драфт-геном является таким ориентиром для анализа длинных последовательностей ДНК и облегчает последующую работу. Метод «чернового» генома выведет наши исследования на новый уровень и откроет безграничные возможности для анализа. Мы надеемся, что использование этого метода поможет пролить свет не только на филогению азиатских ковылей, но и на эволюционные закономерности, правомерные для других групп злаков.
В долгосрочной перспективе использование «прочитанных» драфт-геномов поможет ученым ТГУ выявить центры диверсификации ковылей и злаков в целом, проследить эволюционные тенденции злаков и оценить влияние гибридизации на эволюцию злаков.
