Идентифицирован ключевой белок-переносчик гормонов для фертильности растений

Исследователи из Токийского технологического института, Университета Тохоку и Центра устойчивых ресурсов RIKEN идентифицировали белок-транспортер GTR1/NPF2.10, который играет центральную роль в процессах, контролирующих фертильность у растения Arabidopsis thaliana.

Роль GTR1 в транспорте гормонов

  • Метод: С помощью анализа генной сети были выявлены гены, реагирующие на жасмоновую кислоту (JA) — гормон, связанный с фертильностью, старением и защитными реакциями, для которого ранее не был известен транспортер.
  • Открытие: Обнаружена тесная коэкспрессия гена, кодирующего белок GTR1/NPF2.10, с генами биосинтеза JA. Обработка JA увеличивала экспрессию GTR1 у проростков.
  • Функция: Исследования показали, что GTR1 является многофункциональным транспортером для биологически активной формы JA, гиббереллина (GA) и глюкозинолатов.

Влияние на развитие и фертильность

  • У растений с мутациями в гене GTR1 наблюдались дефекты в развитии тычинок и фертильности, а листья бурели и старели в присутствии JA, что указывает на влияние белка на чувствительность к JA.
  • Обработка гиббереллином (GA) полностью компенсировала дефект gtr1 в развитии тычинок и фертильности.
  • Опыты на мутантах с дефицитом JA показали, что обработка GA приводит к набуханию плодов, но не к образованию зрелых семян. Это указывает, что сигналинг JA необходим для развития тычинок и независим от стимуляции сигналинга GA, хотя GA может частично компенсировать отсутствие функции JA.

Контекст: Arabidopsis, JA и GA

  • Модельный организм: Исследование проводилось на Arabidopsis thaliana — классическом модельном растении, чей геном был первым полностью секвенирован.
  • Жасмонаты (JA): Регулируют созревание пыльцы и тычинок, старение и защитные реакции. Растения с дефицитом JA подвержены дефектам удлинения тычиночных нитей и являются мужски стерильными.
  • Гиббереллины (GA): Регулируют развитие тычинок, цветение, прорастание семян и рост. Мужская стерильность у некоторых мутантов по GA также связана с нарушением удлинения тычиночных нитей.

Вывод: GTR1/NPF2.10 играет ключевую роль в развитии тычинок и фертильности, опосредуя транспорт JA и GA, и может быть важен для транспорта гормонов в вегетативных тканях.