Ген, обеспечивающий устойчивость семян к засолению, идентифицирован

Исследователи из Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) под руководством Паулы Дуке раскрыли механизм, позволяющий растениям интегрировать сигналы среды и решать, начинать ли развитие. Эту систему принятия решений контролирует ген SCL30a.

Интерес к гену возник из исследований экспрессии генов у модельного растения Arabidopsis thaliana. Повышенная экспрессия SCL30a во время прорастания навела на мысль, что он может определять характеристики семян в ответ на стресс.

Для проверки гипотезы учёные изменили экспрессию белка SCL30a и оценили характеристики семян в различных условиях:

• Семена без этого белка при обработке солью прорастали реже и позже, чем нормальные.
• Семена с сверхэкспрессией белка прорастали в два раза быстрее, особенно в неблагоприятных условиях.

Анализ показал, что эти эффекты связаны с ингибированием сигналов абсцизовой кислоты (ABA) — гормона, подавляющего прорастание в условиях стресса. Контролируя экспрессию генов, индуцированных этим гормоном, белок SCL30a снижает чувствительность растения к высокой засолённости, позволяя семенам прорастать.

«Эти данные согласуются с накапливающимися доказательствами того, что регуляция экспрессии генов этим классом белков имеет решающее значение для контроля реакции растений на стресс», — поясняет Том Лалом, один из первых авторов исследования.

Белок также контролирует другие аспекты развития растений, опосредованные ABA, включая размер семян, который увеличивался при сверхэкспрессии SCL30a.

По словам ведущего исследователя Паулы Дуке, эти генетические функции «могут быть перенесены на сельскохозяйственные культуры, что приведёт к получению более крупных семян, которые лучше прорастают в неблагоприятных условиях». Это может решить проблему ограничения продуктивности из-за засоления почв — растущей проблемы во многих регионах мира, включая Португалию.

Исследование опубликовано в журнале Plant, Cell & Environment.