Какие гены помогают цветам дольше сохранять свежесть?

Некоторые срезанные цветы и горшечные растения лучше других противостоят процессу старения, известному как сенесценция. Чтобы помочь будущим цветам дольше оставаться свежими, физиолог растений из Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) Цай-Чжун Цзян исследует контролируемые генами механизмы старения растений.

Эти исследования могут в конечном итоге раскрыть, как модифицировать связанные со старением гены цветов или белки — продукты этих генов.

Цзян работает в подразделении исследований патологии и генетики сельскохозяйственных культур ARS в Дэвисе, Калифорния.

Один из подходов, известный как «подавление гена, индуцированное вирусом» (VIGS), позволяет Цзяну и коллегам определять функцию генов в стареющих растениях. В лаборатории ученые работают с естественным микробом — вирусом табачной погремушки, модифицируя его путем вставки в него интересующих растительных генов. В каждом эксперименте одни цветущие растения не подвергаются воздействию вируса, а другие — воздействию либо немодифицированного, либо модифицированного вируса.

Воздействие запускает естественный защитный механизм растений, включая попытки подавить или «замолчать» вирус. Когда это происходит, гены, вставленные в модифицированный вирус, также «замолкают». Сравнивая все растения, исследователи могут определить функции вновь «замолчавших» генов.

В ранних экспериментах по доказательству концепции Цзян и профессор Калифорнийского университета в Дэвисе Майкл С. Рейд использовали петунию в качестве модельного растения. Они показали, что вставка фрагмента гена, отвечающего за окраску, в вирус привела к появлению белых секторов или пятен на обычно пурпурно-цветущей петунии. По словам Цзяна, защитная система растения «замолчала» нормальную функцию гена — создание цвета.

Второй фрагмент гена, который команда также вставила в вирус, был аналогично «замолчан» в странных белых пятнах. Этот «замолчавший» ген в норме был бы вовлечен в производство этилена — соединения, связанного со старением. Но белые пятна на растениях, подвергшихся воздействию модифицированного вируса, производили меньше этилена, чем необработанные растения или растения, подвергшиеся воздействию немодифицированного вируса.

Хотя VIGS использовался в других местах для изучения функций генов у томата и табака, эксперименты Рейда и Цзяна стали первыми, в которых VIGS был применен для изучения механизмов сенесценции у коммерчески выращиваемых срезанных цветов и горшечных растений.