Легкий режим: Разные молекулярные пути контролируют рост и цветение растений
Известно, что растения тонко чувствуют смену сезонов по продолжительности светового дня. Однако ученые более века назад заметили, что растения иногда растут в один сезон, а цветут в другой. Большинство последующих исследований сосредоточилось на сезонном цветении, оставив это классическое наблюдение без внимания.
Новое исследование под руководством Йельского университета вновь обращается к идее, что рост и цветение могут происходить в разные сезоны, и задается вопросом: контролируются ли эти два процесса отдельными молекулярными механизмами в растениях?
Ответ — да, сообщается в статье от 9 февраля в журнале Science.
Ранее исследователи идентифицировали специфическую генную мутацию, которая может препятствовать цветению. Это открытие позволило детально отслеживать молекулярные изменения, запускаемые длиной дня и ведущие к цветению.
В новом исследовании ученые обнаружили специфические генетические мутации, которые подавляют рост, но не влияют на способность растения к цветению. Исследование возглавляли Джошуа Гендрон, адъюнкт-профессор молекулярной, клеточной биологии и биологии развития в Йельском университете, и первый автор Цинцин Ван, постдокторант в лаборатории Гендрона.
Затем они выяснили, что молекулярные пути, контролирующие цветение и рост, различны.
Растения формируют цветы на основе количества света, которое они улавливают с помощью фоторецепторов, подобных тем, что есть в наших глазах. Однако сезонный рост определяется продолжительностью активного фотосинтеза в течение каждого дня.
«Мы были удивлены, обнаружив, что растения могут видеть один сезон для цветения и другой сезон для роста в течение одного природного дня», — сказал Гендрон. — «Они полностью отделены друг от друга, а это значит, что растения переживают два сезона одновременно».
В сельскохозяйственном производстве понимание того, когда растение будет расти и цвести, критически важно. Эти новые открытия предлагают потенциальный путь для использования генетики с целью изменения сезонного роста у важных видов сельскохозяйственных культур.
«Еще одно важное преимущество заключается в возможности максимизировать рост культур в теплицах с использованием контролируемого освещения», — добавил Гендрон. — «В настоящее время потребление энергии, связанное с этими сельскохозяйственными операциями, является ограничивающим фактором для роста многих тепличных культур».