Как бриофиты адаптируются без гиббереллина

Растения, включая сосудистые растения и бриофиты (мхи и печёночники), меняют форму и стратегию размножения, чтобы выжить в условиях ограниченного света. Однако, в отличие от цветковых растений, у бриофитов отсутствуют гены для использования ключевого растительного гормона гиббереллина в этом процессе.

Исследователи из Киотского университета выяснили, что печёночник Marchantia polymorpha использует предшественники гиббереллина для производства неизвестной сигнальной молекулы. Эта молекула помогает растению перестраиваться в условиях затенения (обогащённого дальним красным светом).

Ключевые результаты:

• С помощью генетических инструментов, таких как CRISPR, команда создала мутантов с нарушениями в синтезе гиббереллина.
• У всех мутантов наблюдался одинаковый эффект: дефицит в пути биосинтеза гиббереллина ослаблял реакцию растения на затенение.
• Модифицированные растения не вытягивались вверх, не становились стройнее и не ускоряли половое размножение, как это делают нормальные растения.

"Наше исследование — интересный пример того, как метаболический путь, унаследованный от общего предка, позже разошёлся у далёких растительных линий", — говорит автор-корреспондент Такаюки Кочи.

Анализ экспрессии генов (RNA sequencing) показал, как дефицит гиббереллина влияет на изменения в работе генов M. polymorpha. Изучение реакции печёночников на предшественники гиббереллина может пролить свет на механизмы, с помощью которых родственные гиббереллину соединения регулируют их рост.

Исследование опубликовано в журнале The Plant Cell.