Исследование проливает свет на микроскопические гребни лепестков цветов

Микроскопические гребни, покрывающие поверхность лепестков цветов, могут играть роль в создании привлекательного для насекомых-опылителей вида. Учёные из Университета штата Мичиган и их коллеги выяснили, как эти структуры формируются.

Результат может помочь исследователям научиться повышать эффективность опыления растений и даже привести к созданию высокоадгезивных наноматериалов и сырья для «зелёной химии».

«Неожиданно наша работа по биохимии поверхности растений превратилась в историю о птицах, пчёлах и цветах», — сказал Джон Олрогге, заслуженный профессор биологии растений МГУ. «Это фундаментальное свойство цветков растений, и мы обнаружили основу того, как эти гребни образуются».

Известные в течение 75 лет, точная биологическая функция и природа наногребней цветка до сих пор ускользают от учёных. Они могут помогать насекомым-опылителям удерживаться на лепестках и удерживать сверкающие капли воды, которые привлекают посетителей. Более того, поскольку расстояние между гребнями примерно соответствует длинам волн видимого и ультрафиолетового света, некоторые недавние исследования предполагают, что они создают радужное сияние, привлекающее опылителей.

Для начала приглашённый профессор Майк Поллард и бывшие научные сотрудники Олрогге Фред Бейссон и Йонгхуа Ли использовали новую генетическую информацию, чтобы найти мутантный штамм стандартного модельного растения Arabidopsis thaliana — резуховидки Таля. Лепестки этого мутанта не имеют наногребней, потому что мутация ингибирует выработку полимера, формирующего кутикулу растения, которая отделяет клеточные стенки от восковой поверхности растений.

Исследуя цветки мутантных растений и сравнивая их с нормальными растениями под сканирующим электронным микроскопом, исследователи обнаружили, что гребни формируются из полиэфира кутина, а не из подлежащих поверхностей, как предполагали некоторые. Как именно это происходит — за счёт складывания поверхности или неравномерного синтеза полимера кутина по клеточной стенке — ещё предстоит выяснить.

Но, как отметили исследователи в последнем выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, эта работа откроет двери для дальнейших исследований, основанных на наноструктурах кутикулы.

«Это может включать производство полиэфиров или родственных основных химических веществ путём генетической модификации растений или микробов», — сказал Бейссон, ныне работающий в Университете Экс-Марсель в Сен-Поль-лез-Дюранс, Франция.