Растительный гормон регулирует производство нектара

Рапс — одна из десяти важнейших сельскохозяйственных культур в мире. В Германии в этом году озимый рапс возделывается на 1.46 млн гектаров; ожидается как минимум 2.2 млн тонн рапсового масла.

Учёная из Института химической экологии Макса Планка в ходе исследований обнаружила, что растительный гормон жасмоновая кислота — известный как сигнальная молекула после повреждения травоядными — не только регулирует развитие цветка на стадии бутона, но и запускает производство нектара.

Жасмоновая кислота и родственные молекулы — компоненты молекулярных сигнальных каскадов в тканях растений. Эти соединения, называемые жасмонатами, синтезируются при поедании растений гусеницами и регулируют защиту растения, стимулируя синтез токсинов.

Ранее было показано, что жасмонаты регулируют производство внецветкового нектара, который привлекает муравьёв для защиты от вредителей. Тот же принцип применим к цветочному нектару: его производство привлекает и вознаграждает опылителей, что существенно влияет на урожай семян. Однако до сих пор не было ясно, как регулируется производство нектара в цветках.

Разные эффекты в цветках и листьях

Исследуя Brassica napus (рапс), учёные обнаружили, что когда ткани цветка производят жасмонаты на ранней стадии развития, производство нектара немедленно активируется, независимо от того, было растение атаковано вредителями или нет. Размещение гусениц на листьях рапса или опрыскивание листьев жасмоновой кислотой не влияло на секрецию нектара в цветках.

Однако прямое опрыскивание цветков жасмоновой кислотой резко увеличивало производство нектара. Это чётко указывает на разные функции гормона в разных тканях растения: в листьях и побеге он активирует защитные механизмы, а в ткани цветка регулирует производство нектара.

Связь между производством жасмоновой кислоты и накоплением нектара была продемонстрирована в экспериментах с ингибитором: обработка цветков фенидионом (ингибитором синтеза жасмоновой кислоты) останавливала производство нектара. Опрыскивание этим веществом молодых закрытых бутонов также ингибировало их раскрытие, что подтверждает важность жасмоновой кислоты и для развития цветков.

«Тот факт, что жасмоновая кислота регулирует так много функций, таких как защита растений и опыление, чрезвычайно интересен и raises новые вопросы, особенно касающиеся эволюции этих механизмов контроля», — говорит руководитель исследования Мартин Хайль.

«Чем больше мы знаем о гормональном влиянии на развитие цветков и производство нектара у сельскохозяйственных культур, таких как рапс, тем лучше мы можем использовать эти знания для обеспечения высоких урожаев», — подчёркивает директор института Вильгельм Больд. Даже пчеловоды могли бы извлечь выгоду из увеличения производства нектара.