Исследователи раскрывают секреты «половой зрелости растений»
Исследователи выявили генетические изменения, связанные с тем, почему растения с разной скоростью проходят через изменения в развитии, подобные «половому созреванию». Это открытие может привести к улучшению питания сельскохозяйственных культур.
Это изменение развития, называемое вегетативно-репродуктивным переходом, происходит в течение нескольких дней, когда растения замедляют рост листьев и вместо этого развивают репродуктивные органы . Результаты опубликованы в The Plant Cell.
Это резкое физическое изменение очень важно для фермеров и потребителей, поскольку оно запускает процесс направления питательных веществ из листьев в репродуктивные органы растения и в конечном итоге в его плоды и зерна. Своевременное развитие растений означает более питательную пищу.
Фермеры пытались вывести максимально однородные культуры, но, несмотря на все усилия, как и у людей, половое созревание у разных растений наступает в разном возрасте.
Чтобы изучить факторы, влияющие на сроки этого перехода, исследователи из Йоркского университета выращивали Arabidopsis thaliana — разновидность дикой горчицы, наиболее похожую на такие культуры семейства капустных, как капуста и брокколи, — в условиях, где почва, температура, влажность и освещенность были максимально постоянны.
Исследователи выбрали этот вид, поскольку он подвергался близкородственному скрещиванию на протяжении поколений с целью создания практически генетически идентичного пула семян.
Даже в этих строго контролируемых условиях растения начали показывать признаки перехода развития в разные дни. Когда около половины растений прошли переход, ученые измерили генетическую активность всех растений.
Хотя растения имели одинаковый хронологический возраст, они находились на разных этапах пути «полового созревания» растений. Исследователи выявили определенные генетические изменения , которые коррелировали со временем этого изменения в развитии.
Они также обнаружили, что растения начинают процесс отмирания своих листьев еще до того, как ученые увидели видимые репродуктивные структуры.
Ведущий автор исследования, доктор Дафна Эзер с кафедры биологии, сказала:
«В некотором смысле рост растений и человека очень похож: каждый переживает его по-своему. Наше исследование выявило определенные генетические изменения, которые могут контролировать сроки перехода к этапу развития растений, прокладывая путь для будущих улучшений однородности и качества урожая».
«Примечательно, что мы также обнаружили, что растения начинают перенаправлять питательные вещества из листьев в цветковые структуры даже раньше, чем мы предполагали. Чтобы повысить питательную ценность сельскохозяйственных культур, фермерам, возможно, придется обратить внимание на эти скрытые процессы, происходящие задолго до каких-либо видимых признаков вегетативно-репродуктивного перехода».
Источник: Йоркский университет
