Локальная выработка гормона — ключ к развитию растений
Новое исследование Университета Северной Каролины показывает, что корни растений зависят от локального производства ключевого гормона ауксина, который контролирует многие аспекты развития и реакции на изменения окружающей среды.
Исследование раскрывает важность времени и места производства ауксина и изучает взаимодействие между его синтезом и транспортом по всему растению.
Ключевые выводы
- Локальное производство ауксина необходимо для здоровья растений. Корни дегенерируют, если ауксин не производится в корне, а цветки становятся стерильными, если ауксин не синтезируется в нужном месте и в нужное время, несмотря на способность гормона транспортироваться.
- Растения могут выбирать, где производить ауксин, а не всегда доставлять его из других частей.
- Локально произведённый ауксин необходим для поддержания жизнеспособности ниши стволовых клеток в меристеме кончика корня. Без него растение теряет меристематическую активность.
Экспериментальные доказательства
Исследователи провели серию экспериментов на Arabidopsis (резуховидке Таля):
- Прививки: Здоровые побеги, производящие ауксин, прививали к корням, его не производящим. Корни дегенерировали. Обратная прививка (побеги без ауксина на корни с ауксином) давала жизнеспособные здоровые корни.
- Паста с ауксином: Нанесение пасты на побеги ауксин-дефицитных проростков помогало образовать новые корни, но они вскоре дегенерировали.
- Генетический переключатель: Блокировав естественный синтез ауксина и вставив бактериальные гены его производства, учёные активировали выработку гормона в корнях или побегах по желанию (с помощью нагрева). Растения с ауксином, произведённым в корнях, имели жизнеспособные корни.
- Транспорт vs. синтез: Внешне применённый ауксин мог спасти меристемы, лишённые ауксина, только если транспортные системы в корнях функционировали. Если транспорт был заблокирован, здоровье корней полностью зависело от локального производства гормона.
Значение для других органов
Роль локального ауксина также подтвердилась для цветков и листьев: места биосинтеза гормона критически важны для полной фертильности и нормального развития листьев.
Итог: Локальное производство ауксина и его транспорт работают вместе для поддержания здоровья растений. Это кооперативное действие позволяет растениям сохранять устойчивые ниши стволовых клеток и, следовательно, выживать и расти даже в суровых условиях.