Переосмысление созревания: расширенная роль этилена в развитии и созревании плодов клубники

Исследовательская группа обнаружила потенциальную роль этилена в созревании плодов клубники, в частности настоящих плодов — семянок (achenes), погружённых в мясистое цветоложе (receptacle). Это открытие бросает вызов традиционному представлению о минимальной зависимости развития плодов клубники от этилена.

Исследование подчёркивает необходимость использования современных инструментов, таких как сенсоры для детекции этилена и генетически модифицированные мутанты, для дальнейшего изучения роли этилена. Эти данные могут привести к улучшению качества плодов и методов их созревания, что имеет важное значение для сельскохозяйственной практики и производства продуктов питания.

Текущие исследования широко изучали роль растительных гормонов, таких как ауксин и гибберелловая кислота, на ранних стадиях развития, в то время как абсцизовая кислота играет критическую роль на стадиях созревания. Однако роль ключевого гормона созревания — этилена — остаётся неясной для клубники.

Традиционно клубника считается неклимактерическим плодом и менее зависимой от этилена во время развития. Эта классификация не учитывает различное производство этилена в гетерогенных тканях зрелого плода. Учитывая сложную структуру собранной клубники (чашечка, цветоложе и семянки), необходимы дальнейшие исследования для выяснения конкретной функции этилена в процессе созревания этих тканей.

Исследование, опубликованное в Fruit Research 2 апреля 2024 года, определяло продукцию этилена на разных стадиях и в различных тканях, чтобы изучить его влияние на развитие плода клубники.

Исследователи обнаружили, что продукция этилена увеличивалась на стадиях большого зелёного (BG), окрашивания (T) и наполовину красного (HR) плода при удалении чашечки, что указывает на возможную индукцию продукции этилена раневым стрессом. Это связано с повышением экспрессии генов ACC-синтазы (ACS) в цветоложе.

Кроме того, на пяти стадиях с неповреждённой чашечкой сама чашечка продуцировала значительно больше этилена, чем плод, особенно на стадии маленького зелёного (SG) плода. Это говорит о том, что чашечка вносит существенный вклад в продукцию этилена во время роста и созревания.

При изучении уровня продукции этилена в цветоложе и семянках удаление семянок привело к значительному увеличению продукции этилена — почти в четыре раза по сравнению с одним цветоложем. Более того, обработка предшественником биосинтеза этилена, ACC, значительно повысила уровень этилена, особенно в цветоложе, что предполагает высокую базальную активность ACO в этих тканях.

Этот неожиданный результат указывает на сложное взаимодействие между транспортом ACC и продукцией этилена внутри плода, а также на возможность локализованной активности ACO в области соединения семянки и цветоложа, потенциально облегчаемой сосудистым транспортом.

Старший исследователь Дондонг Ли заявляет: «Этот сложный процесс, вероятно, оказывает волновой эффект на последующий рост и созревание цветоложа».

В целом, статья указывает, что сложный механизм подчёркивает нюансированную роль этилена в развитии плода клубники, требуя дальнейших исследований для выяснения его полного воздействия, в частности, того, как этилен и другие гормональные сигналы взаимодействуют в гетерогенных тканях клубники.