ИСТИНА

Хлоропласты – имеющие собственный геном растительные органеллы, в которых осуществляется фотосинтез. Исследование хлоропластных геномов в настоящее время является одним из основных источников информации о филогении и эволюции растений. Хлоропластная ДНК у высших растений представляет собой кольцевую молекулу длиной 120-200 т.п.н., которая обычно содержит 110-130 генов, среди которых гены собственного генетического аппарата и фотосинтеза. В ходе эволюции ряд растений приобрели способность к гетеротрофному питанию, в результате паразитизма на других растениях или грибах (микрогетеротрофия). Несмотря на высокий консерватизм хлоропластных геномов высших растений, у гетеротрофных растений наблюдается тенденции к его сокращению за счет потери фотосинтетических функций. Однако, сохранение хлоропластных геномов предполагает наличие функций не связанных с фотосинтезом. В данной работе мы определили полную нуклеотидную последовательность хпДНК нефотосинтезирующего микогетеротрофного растения Monotropa. hypopitys (подъельник). Образец подъельника (MON-1VOLR) был собран в Вологодской области (58°35′14″ с.ш., 37°59′20″ в.д.). Расшифровка хлоропластного генома была осуществлена с помощью пиросеквенирования геномной ДНК растения. Хлоропластный геном подъельника имеет размер 35336 п.н, это один из самых коротких среди известных хпДНК цветковых растений. Он претерпел значительную редукцию и множественные перестройки относительно «стандартной» для цветковых растений структуры хпДНК, что привело к потере инвертированных повторов, характерных для большинства хлоропластных геномов. Общая редукция сказалась и на сокращении генного состава. Хлоропластный геном подъельника содержит 42 кодирующих последовательности, из которых 4 кодируют рРНК, 19 – тРНК и 19 – являются белок-кодирующими генами. Белок-кодирующие последовательности представлены 9 генами белков малой субъединицы рибосомы (rps 2,3,4,7,8,11,12,14,18), 8 генами большой субъединицы (rpl 2,14,20,22,23,32,33,36), а также генами матуразы matK, фактора инициации трансляции infA. Обнаружены два псевдогена: clpP и accD. Таким образом, в геноме M. hypopitys полностью утрачены гены обоих фотосистем, комплекса цитохромов bf6, субъединиц АТФазы, NADH-дегидрогеназы и РНК-полимеразы, в то время как гены собственного генетического аппарата в основном сохранены. Таким образом, хпДНК M. hypopitus представляет собой пример экстремальной редукции хлоропластного генома у высших растений, отражающей полную потерю способности к фотосинтезу и переход к гетеротрофному питанию.