Белок возрастом 400 млн лет стимулирует рост растений
Учёные обнаружили, что древний белок в современных растениях стимулирует прорастание семян, что в перспективе может дать фермерам больший контроль над ростом всходов.
Ключевой игрок — белок KAI2
Белок Karrikin Insensitive2 (KAI2) уже был известен своей способностью обнаруживать соединения в дыме (каррикины), которые запускают прорастание семян после лесного пожара.
Древнее происхождение и важная роль
Исследователь доктор Марк Уотерс из Центра передового опыта ARC в области энергетической биологии растений Университета Западной Австралии обнаружил, что KAI2 эволюционировал миллионы лет назад и жизненно важен для здоровья проростков.
- Анализ показал, что этот белок работает как минимум 400 миллионов лет, что указывает на его фундаментальную важность для роста всех видов растений.
Эксперимент с переносом гена
Чтобы подтвердить функцию белка, учёные:
- Извлекли ген, экспрессирующий KAI2, из древнего ползучего растения Selaginella.
- Внедрили этот ген в цветковое растение Arabidopsis thaliana.
Результаты:
- Удаление собственного гена KAI2 из A. thaliana привело к нарушению роста и деформации листьев.
- Вставка гена KAI2 от Selaginella восстановила функцию роста, но белок перестал реагировать на каррикины (дымные соединения).
Вывод: Белок KAI2 выполняет в растении множество других важных функций, помимо восприятия каррикинов, и в ходе эволюции изменилась специфика его реакции на химические вещества.
Практические перспективы
Цель исследования — использовать знание о белке для разработки химических веществ, контролирующих прорастание:
- Стимуляторы прорастания для улучшения всхожести культур.
- Ингибиторы прорастания для защиты урожая. Например, перед продолжительными дождями можно было бы распылять состав, предотвращающий преждевременное прорастание зерна пшеницы прямо в колосе, что сейчас приводит к потере качества и большим финансовым убыткам.
- Борьба с сорняками: гербициды можно было бы применять до посадки культур, предварительно стимулировав прорастание сорных растений.