Как гены влияют на архитектуру листа: открытие учёных
Исследователи из Индийского института науки (IISc) и Shodhaka Life Sciences выяснили, как формируются простые листья у растений. Результаты опубликованы в Nature Plants.
От простого к сложному
Растения имеют либо простые (цельная листовая пластинка, как у манго), либо сложные листья (пластинка разделена на листочки, как у гульмохара). Оба типа начинают развитие как одинаковые выросты-примордии.
Ключевые гены-регуляторы
У модельного растения Arabidopsis thaliana обнаружены два семейства генов, отвечающих за формирование простых листьев:
CIN-TCP
KNOX-II
Они кодируют транскрипционные факторы, которые подавляют образование новых листочков по краю листа, обеспечивая его простую форму.
Экспериментальное превращение
- Одновременное подавление множества генов из обоих семейств привело к превращению простых листьев в "сверх-сложные", которые образовывали листочки неограниченно долго.
- Подавление только одного из семейств такого эффекта не давало, что указывает на их совместную работу.
Удивительные свойства мутантных листьев
- Долгое молодое состояние: Обычные листья Arabidopsis созревают за ~30 дней, а мутантные (с подавленными CIN-TCP и KNOX-II) продолжали расти все 175 дней наблюдения и могли расти месяцы или годы.
- Молекулярные признаки: Эти листья сохраняли RNA-подпись молодых, незрелых листьев с активно делящимися клетками далеко за пределами обычного срока созревания.
Значение и перспективы
- Первое в своём роде: Ранее учёные превращали сложные листья в простые. Это первое исследование, показавшее обратное преобразование.
- Потенциал для сельского хозяйства: Техника позволяет управлять формой и биомассой листьев (например, придать шпинату форму салата) и продлевать срок жизни растения, увеличивая его лёжкость.
Утпал Нат, старший автор: "Наш отчёт — первый, кто пошёл обратным путём [превратив простые листья в сложные]".