Вченим вдалося виявити ген, який відповідає за незвичайний «розстріпаний» вид соняшників, увічнених Вінсентом Ван Гогом.
У серії картин Ван Гога «Соняшники», виконаній 1888 року в Арлі, є одна робота, нині виставлена в Лондонській Національній Галереї, на якій багато квітів позбавлені темної серцевини, так характерної для соняшників, і складаються, в основному, із золотих пелюсток, тому виглядають злегка лохматими. Це не примха художника, а достовірне зображення соняшнику з незвичайною язичково-махровою мутацією. У статті, опублікованій цього тижня в PLoS Genetics, дослідники з Університету Джорджії (Афіни) на чолі з Джоном Берком повідомляють, що вони виявили ген, відповідальний за цю мутацію. Вони стверджують, що це може пролити світло і на появу різноманітних форм квіток.
Те, що ми звикли іменувати у соняшнику (Helianthus Annuus) квіткою, насправді такою не є. Це суцвіття, назване ботаніками кошиком. Воно є у всіх представників сімейства Складнокольорові, куди відноситься і соняшник. У цьому кошику сидить безліч маленьких квіток. Розташовані по краю суцвіття язичкові квітки з вигляду нагадують довгі пелюстки, вони позбавлені можливості виробляти пилок. Цю роботу виконують так звані трубчасті квітки в центрі соцвіття. Вони і створюють темний диск у центрі великої «квітки» соняшнику.
Зміна кількості трубчастих квіток у суцвітті може значно вплинути на взаємодію рослини з комахами-запилювачами, а значить і на відтворення ними потомства і виживаність різновиду. Тому Джон Берк і зацікавився незвичайними соняшниками Ван Гога. Він каже, що різноманітність рис, що спостерігається у багатьох видів квіткових рослин, імовірно пов'язана з класом CYC генів, названих на честь гена Cycloidea. Клас CYC генів контролює транскрипцію ДНК і впливає на будову квіток гербери (Gerbera) і рослин роду хрестовник (Senecio), які відносять, як і соняшник, до сімейства Складнокольорових. Але функції цих генів у соняшнику були менш зрозумілі. Берк припустив, що саме ці гени і відповідають за еволюційну зміну квіток рослин і їх нинішнє розмаїття.
Спочатку вчені схрестили звичайний соняшник з язичково-махровим різновидом, а отримане потомство піддали самовпиленню. Серед нащадків виявився новий мутант з трубчастими квітками, названими так за схожість з трубочками для коктейлю (трубочно-махровий різновид). Вчені виявили відмінності між новим мутантом і звичайним різновидом у ділянках ДНК з геном HaCYC2c. У язичково-махрових мутантах, була одна вставка, а в трубочно-махрових - дві.
Дослідники виявили, що в мутантах Ван Гога перша вставка в гені HaCYC2c виражена у всіх тканинах квіток, в результаті чого квітки біля центру диска стають язичкового типу. У отриманого вченими мутанта друга мутаційна вставка, навпаки, зупиняє транскрипцію гена, запобігаючи формуванню язичкових кольорів. Як підсумок - всі квітки виявляються трубчастими. «Мабуть, цей ген відіграє ключову роль у формуванні язичкових квіток», - говорить Берк. Вчені
припускають, що такі яскраві, але марні у відтворенні пилку язичкові квітки могли розвинутися для залучення комах-запилювачів. «Коли рослина вселяється в нову область, і там не так багато запилювачів, нема чого вкладати енергію в створення язичкових квіток, якщо це не потрібно вам для залучення запилювачів», говорить Річард Еббот, біолог з Університету Сент-Ендрюс (Шотландія), який вивчає CYC гени у рослин роду хрестовник (Senecio
). Набагато ймовірніше, що до появи цих незвичайних рослин доклала руку людина. Він побачив випадкову мутацію і вирішив селекційним шляхом закріпити її
. На малюнках: 1) стрілками показана язичково-махрова мутація на натюрморті Ван-Гога «Соняшники» (1888); 2) звичайний різновид соняшнику (А), язичково-махровий різновид (В), трубочно-махровий різновид (С).