ИСТИНА

Представители рода тополь (Populus L) имеют важное экологическое и экономическое значение. Они используются для производства высококачественной фанеры, бумаги, целлюлозы, биопластиков и биотоплива. Ключевой молекулой для большинства из этих материалов является целлюлоза, а ключевым ферментом для синтеза целлюлозы является целлюлозосинтаза УДФ-глюкозу-использующая (УДФ-глюкоза:(1→4)-β-д-глюкан 4-β-д-гликозилтрансфераза или по-другому CesA). Она катализирует следующую реакцию: УДФ-глюкоза + [(1→4)-β-D-глюкопиранозил]n = УДФ + [(1→4)-β-D-глюкопиранозил]n+1, т.е. происходит увеличение цепи целлюлозы. На сегодняшний день число генов CesA, а также их полиморфизмы неизвестны. Чтобы восполнить пробел был проведен поиск генов целлюлозосинтазы А в геноме волосистоплодного тополя (Populus trichocarpa, сборка Stettler14 v1.1 https://phytozome-next.jgi.doe.gov/info/PtrichocarpaStettler14_v1_1) с использованием соответствующих гомологов генов CesA у арабидопсиса при помощи программы gene_search_v2. Также при помощи этой программы были определены доменные структуры найденных генов, а также построено филогенетическое дерево, отражающее взаимоотношение между генам CesA тополей и арабидопсиса. Затем в лаборатории сравнительной геномики и транскриптомики Института Молекулярной Биологии им. Энгельгардта РАН было проведено полногеномное секвенирование 21 образца представителей черного и бальзамических тополей, а также их межсекционных гибридов (более подробно методика описана в статье Borkhert et al, 2024). К полученным образцам были добавлены данные полногеномного секвенирования 76 образцов из секции белых (Leuce Duby) тополей левкоидных (Leucoides Spach) тополей и туранги (Turanga Bunge). В результате исследования были обнаружены 6 генов CesA (CesA1, CesA2, CesA3, CesA4, CesA7, CesA8). Во всех найденных генах были обнаружены домены целлюлозосинтазы (Cellulose_synt) и гликозил-2-3-трансферазы (Glyco_trans_2_3, одной из главных функций которого является участие в биосинтезе полисахаридов, Zabotina et al, 2021), а также zf−UDP и zf−RING_4 (оба также участвуют в синтезе целлюлозы). Также в результате исследования были найдены 882 полиморфизма, специфичных для китайской сосны (P. adenopoda, секция Populus), 353 полиморфизма в генах CesA, специфичных для тополя крупнозубчатого (P. grandidentata, секция Populus) и 235 полиморфизмов, специфичных для тополя шершавоплодного (P. lasiocarpa, секция Leucoides). Полученные данные расширяют наше понимание о составе и разнообразии генов CesA у тополей.