Эндосперм — не просто кладовая: он управляет развитием проростка

Эндосперм, ткань, окружающая зародыш в семени, традиционно считался лишь питательной тканью, которая становится ненужной после прорастания. Учёные из Женевского университета (UNIGE) показали, что эндосперм играет ключевую роль в правильном развитии проростка после прорастания, независимо от своей питательной функции. Он влияет, в частности, на формирование кутикулы — защитного слоя, необходимого для выживания растений. Работа опубликована в журнале Developmental Cell.

Без эндосперма проросток погибает

Исследователи изучали роль эндосперма у модельного растения Arabidopsis thaliana. Они извлекали зародыши из семян на разных стадиях прорастания и обнаружили, что в отсутствие эндосперма зародыши давали аномальные проростки. Они останавливались в росте, не могли развить функциональный фотосинтетический аппарат или корни, даже если в питательную среду добавлялись все необходимые вещества.

В то же время, зародыши, выращенные на слое эндосперма, который был генетически модифицирован и не мог производить питательные вещества, развивались нормально.

«Эти наблюдения указывают, что эндосперм влияет на развитие проростка независимо от питательной роли, обычно ему приписываемой», — говорит Жюльен Де Джорджи, первый автор исследования.

Эндосперм необходим для формирования кутикулы

Учёные сосредоточились на одном из ключевых процессов — формировании кутикулы проростка. Этот водоотталкивающий восковой слой на стебле и листьях защищает растение от обезвоживания и патогенов.

Было показано, что кутикула быстро формируется во время перехода от семени к проростку, но только при наличии эндосперма. С помощью биохимического, микроскопического и генетического анализа биологи идентифицировали две молекулы, производимые эндоспермом, которые задействованы в этом процессе.

«Помимо активной роли в формировании кутикулы, наши наблюдения указывают, что эндосперм высвобождает и другие молекулы, которые управляют разными аспектами развития проростка. Это открытие поднимает вопросы об эволюционной функции эндосперма у цветковых растений помимо питания. Идентификация молекул, которые позволяют проростку правильно развиваться, также представляет потенциальный интерес для агрономии», — заключает Луис Лопес-Молина.