Манипуляции с циркадными ритмами растений могут сделать возможными всесезонные культуры

Исследователи из Йельского университета определили ключевой генетический механизм, поддерживающий работу циркадных часов растений. Это открытие может иметь широкие последствия для глобального сельского хозяйства.

Исследование опубликовано 2 сентября в журнале Molecular Cell.

«Фермеры ограничены временами года, но, понимая циркадный ритм растений, который контролирует такие базовые функции, как фотосинтез и цветение, мы, возможно, сможем создать растения, способные расти в другие сезоны и в других местах, чем это возможно сейчас», — сказал Син Ван Дэн, профессор молекулярной, клеточной биологии и биологии развития Дэниела К. Итона в Йеле и старший автор статьи.

Циркадные часы — это внутренний хронометр, обнаруженный почти у всех организмов, который помогает синхронизировать биологические процессы со сменой дня и ночи. У растений эти часы критически важны для адаптации роста как к времени суток, так и к сезонам.

Часы работают благодаря взаимодействию «утренних» и «вечерних» генов. Белки, кодируемые утренними генами, подавляют вечерние гены на рассвете, но к ночи уровень этих белков падает, и вечерние гены активируются. Примечательно, что эти вечерние гены необходимы для включения утренних генов, завершая 24-часовой цикл.

Исследование Йеля разрешило одну из последних загадок этого процесса, определив ген DET1 как ключевой для подавления экспрессии вечерних генов в циркадном цикле.

«Растения, которые производят меньше DET1, имеют более быстрые часы и им требуется меньше времени для цветения», — сказал ведущий автор Он Сан Лау, бывший аспирант Йеля, а ныне сотрудник Стэнфордского университета. «Знание компонентов циркадных часов растений и их ролей поможет в отборе или создании ценных признаков у сельскохозяйственных и декоративных растений».