Растение, которое растет только в благоприятных условиях

Ученые обнаружили новый мутантный тип растения, накапливающий чрезмерное количество крахмала. Это открытие может помочь увеличить урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность растений, выращиваемых для производства биотоплива.

Исследователи из Института молекулярной физиологии растений Общества Макса Планка искали растения с избыточным накоплением крахмала у модельного растения Arabidopsis thaliana, мутировавшего под действием Agrobacterium tumefaciens. У одного из мутантов крахмальные гранулы были значительно крупнее, чем у контрольных растений. Этот мутант, названный NEX1 (NOVEL STARCH EXCESS 1), вероятно, обладает мутацией, затрагивающей фермент, участвующий в расщеплении крахмала. Альтернативно, сами крахмальные гранулы могут быть аномальными и устойчивыми к расщеплению для получения энергии.

Обычно растения, накапливающие избыток крахмала, гораздо мельче, так как для роста доступно меньше сахарозы. Примечательно, что мутанты nex1 имеют размер, сходный с нормальными немутировавшими растениями.

Доктор Мария Грация Аннунциата, руководившая исследованием, отмечает: "По внешнему виду мутант nex1 не отличается от нормальных растений, однако крахмальные гранулы, как правило, крупнее". Также выяснилось, что растения nex1 ограничивают период роста дневным временем, что позволяет им сохранять запасы крахмала. В норме растения расходуют запасы крахмала ночью, что приводит к уменьшению гранул. У мутанта nex1 размер крахмальных гранул остается неизменным в течение ночи, что указывает на приостановку роста до наступления дня.

Сочетание высоких темпов роста с большими запасами крахмала крайне желательно для культур, используемых как на силос, так и для питания людей, например, кукурузы.

В настоящее время исследователи изучают секрет мутанта nex1, сравнивая экспрессию генов, вовлеченных в метаболизм крахмала, у мутантных и нормальных растений.

Данная работа будет представлена на ежегодном собрании Общества экспериментальной биологии (Society for Experimental Biology Annual Meeting 2014) в Манчестере в четверг, 3 июля.