Может ли один слой клеток контролировать размер листа?

Размер и форма листьев растения разнообразны, но механизмы, контролирующие их развитие, изучены слабо. Размер листа определяется числом клеток, их размером и межклеточным пространством. Майкл Маркотриджано из Колледжа Смита (Массачусетс) исследовал роль клеточных слоев в регуляции размера и формы листа, используя метод химерных прививок на растениях рода Nicotiana.

Метод химерных прививок

Ученый прививал растения разных генотипов Nicotiana: крупнолистный N. tabacum и мелколистный N. glaucum. Из места прививки удавалось получить побеги-химеры, состоящие из клеток обоих генотипов. В результате были получены листья, где с одной стороны от центральной жилки эпидермис (наружный слой клеток) генетически отличался от мезофилла (внутренней ткани), в то время как другая сторона листа была однородной. Это позволило напрямую сравнивать рост двух половин одного листа, исключая влияние факторов среды и положения листа на стебле.

Ключевая роль эпидермиса

Наиболее значимым открытием стала определяющая роль клеток эпидермиса в контроле размера листа:

• Когда эпидермис от крупнолистного генотипа окружал мезофилл от мелколистного, эта половина листа становилась крупнее противоположной.
• Когда эпидермис от мелколистного генотипа окружал мезофилл от крупнолистного, эта половина листа становилась мельче.

Эпидермис влиял на количество клеток мезофилла, регулируя скорость их деления, но не менял их размер.

Вывод

Исследование демонстрирует, что коммуникация между смежными клеточными слоями играет важную роль в определении конечного размера листа. Клетки одного тканевого слоя могут контролировать скорость деления клеток в другом слое, что в итоге влияет на общий размер органа.