Открытие циркадных часов может повысить эффективность использования воды у растений

Ученые из Texas A&M AgriLife Research в Далласе обнаружили новые данные о биологических (циркадных) часах, о том, как они регулируют высокую эффективность использования воды у некоторых растений, и как эту эффективность можно улучшить у других, включая пищевые культуры, возможно, для выращивания в непригодных сегодня условиях.

В исследовании, опубликованном в журнале Genome Biology and Evolution, ученые идентифицировали 1398 транскрипционных факторов — белков, регулирующих экспрессию определенных генов у ананаса. Почти половина из них демонстрировала специфичную для времени суток (суточную) экспрессию генов, что может быть важно для понимания генетического контроля использования воды растениями.

Команда сосредоточилась на ананасе — водосберегающем тропическом растении, использующем толстянковый кислотный метаболизм (CAM-фотосинтез). При CAM-фотосинтезе устьица открываются ночью, что обеспечивает более эффективный водный обмен по сравнению с C3-растениями (например, рис, пшеница, соя), у которых газообмен происходит днем и менее эффективен.

Исследователи обнаружили, что определенные гены, регулируемые биологическими часами, экспрессируются сходным образом в двух типах тканей ананаса: фотосинтезирующих и нефотосинтезирующих. Этот метод выявил возможные компоненты циркадного осциллятора, регулирующего CAM-активность.

Открытие представляет собой скачок в понимании генетических механизмов высокоэффективного CAM-фотосинтеза. Следующим шагом станет подтверждение функций предполагаемого циркадного осциллятора.