Генетическое исследование раскрывает механизмы формирования соцветий
Цветы, такие как подсолнухи и герберы, состоят из двух типов мелких цветков: краевых язычковых и центральных трубчатых. Исследовательница Аннеке Рейпкема обнаружила гены, ответственные за распределение между этими двумя типами. Это проливает свет на эволюцию таких соцветий и может найти применение в сельском хозяйстве.
Существует два основных типа цветков в природе: одиночные и сложные (составные). Составной цветок, например подсолнух, состоит из сотен мелких цветков. По краям расположены стерильные язычковые цветки, похожие на лепестки. В центре находятся компактные трубчатые цветки, ответственные за производство семян.
В гербере и подсолнухе Рейпкема обнаружила различия в активности CYC-генов. Эти гены, открытые около десяти лет назад, регулируют симметрию формы цветков. У львиного зева (Antirrhinum), который служил моделью для первоначальных исследований, два CYC-гена. У астровых, таких как гербера и подсолнух, их десять.
Исследование выявило группу CYC-генов, которая гораздо активнее в язычковых цветках, чем в трубчатых. Это наблюдается даже на очень ранних стадиях развития, когда разница между типами цветков ещё не видна. Это указывает, что эти гены важны для дифференциации цветков.
Основываясь на результатах, Рейпкема полагает, что в ходе эволюции астровых CYC-гены приобрели новую функцию: они определяют, где формируется каждый цветок в соцветии. Естественные вариации этих генов привели к огромному разнообразию в семействе астровых, одном из крупнейших в растительном царстве.
«CYC-гены подняли астровые на новый уровень», — говорит Рейпкема.
Подсолнухи и герберы — важные декоративные культуры, а подсолнух также важен для производства растительных масел. Может ли открытие привести к «дизайну» подсолнухов с большим количеством семян или более красивых гербер? Исследователь настроена осторожно, но позитивно.
«Это возможно с помощью генетической модификации. Однако более вероятна селекция растений. Теперь мы знаем, на какие гены нужно смотреть, чтобы получить определённую форму соцветия. Путем отбора естественных или искусственных мутаций можно создавать цветы».
Рейпкема уже перешла к работе в области селекции растений. Сейчас она работает в компании Rijk Zwaan, которая занимается созданием новых сортов овощей.
Статья о её исследовании была опубликована 22 марта в научном журнале Molecular Biology and Evolution. Работа была выполнена в Хельсинкском университете.