Раскрыт механизм межвидовой несовместимости растений, что может ускорить селекцию новых культур
Международная команда учёных из Университета Массачусетса в Амхерсте и Шаньдунского сельскохозяйственного университета (Китай) приблизилась к разгадке того, как растения распознают и отвергают пыльцу отдалённо родственных видов. Это явление, известное как межвидовая несовместимость (interspecific incompatibility, ISI), препятствует скрещиванию, например, брокколи с капустой кале.
Многие цветковые растения эволюционно развили самонесовместимость для избегания инбридинга. Однако механизм ISI, который мешает скрещиванию более отдалённых видов в пределах одного семейства (например, Brassicaceae, куда входят капуста, брокколи, рапс), оставался малоизученным. Преодоление этой несовместимости важно для селекции новых гибридов с улучшенными свойствами.
Ключевое открытие заключается в молекулярном диалоге между пестиком и пыльцой:
- Белок SRK на поверхности рыльца пестика (часть женского репродуктивного органа) распознаёт специфический химический сигнал SIPS на пыльце чужеродного вида Brassica (например, модельного растения Arabidopsis).
- Комплекс SIPS-SRK затем активирует фермент FERONIA.
- Это взаимодействие приводит к выработке высокореактивных форм кислорода (ROS), которые блокируют прорастание пыльцы и её проникновение в пестик.
На основе этого знания авторы исследования, опубликованного в Science, предлагают стратегию для преодоления несовместимости. Целенаправленное вмешательство в описанный механизм может ускорить успешное скрещивание отдалённо родственных видов в пределах семейства Brassicaceae, что открывает новые пути для создания сельскохозяйственных культур.