Экологическая генетика как воплощение системного подхода: принцип дополнительности

Research output

Abstract

Данная глава обсуждает представления о генетических основах взаимодействия микроорганизмов и растений, которые значительно расширяют адаптационный потенциал хозяина. Необходимость распространения принципов генетического анализа на надвидовые системы стала актуальной в 90-е годы, когда были начаты исследования по взаимному влиянию организмов на генетические процессы каждого из взаимодействующих особей. Далее развитие эколого-генетических идей шло по пути исследования механизмов образования адаптаций, которые не развивались хотя бы у одного партнера без взаимодействия.
Неоцененные и, видимо, неисчерпаемые резервы генов существуют в составе метагеномов различных экологических ниш, особенно обширных в почве. Количество и разнообразие генетической информации, которая содержится в почве, на несколько порядков, как минимум, превосходит то, что известно у эукариот.
Симбиоз, который ранее рассматривали как исключительное явление, сейчас, без преувеличения, можно отнести к важнейшим факторам, определяющим возможность жизни на Земле.
Всеобщность и значение симбиоза обусловили совершенствование генетического анализа, что привело к возникновению новой отрасли экологической генетики – симбиогенетики.
Симбиогенетика ставит своей целью изучение экологически облигатных, функционально интегрированных генетических надорганизменных систем и их роли в становлении адаптационного потенциала, основанного на принципе дополнительности - растения, вступая во взаимоотношения с микрофлорой, получают доступ к генетической информации сожителей, которая отсутствует у хозяев и тем самым расширяют потенциал микробно-растительных систем.
Наиболее интересны клубеньковый и микоризный симбиозы, которые уже столетия изучают самым пристальным образом специалисты различных специальностей, а также ассоциативный симбиоз с микроорганизмами. В связи с этим основные черты принципа дополнительности рассмотрены в статье на примере этих трех симбиозов. Основную роль регулятора симбиотических отношений играет растение-хозяин посредством специального набора генов.
Использование принципа дополнительности как в фундаментальных исследованиях, так и в практических целях позволит, вероятно, конструировать надорганизменные системы, в отличие от генетического редактирования, используя не отдельные гены, а целые генетические сети.

Scopus subject areas

  • Biochemistry, Genetics and Molecular Biology(all)

Cite this