Учёные раскрыли ключевой молекулярный модуль, ускоряющий старение листьев мятлика под действием жары

Мятлик луговой (Festuca arundinacea) — широко культивируемая во всём мире кормовая и газонная культура, оптимальная температура для которой составляет 15–25°C. Температура выше 35°C может вызвать необратимые повреждения, включая преждевременное старение листьев. Это снижает как урожайность корма, так и качество газона. С ростом глобальных температур проблема усугубится.

Исследователи из Уханьского ботанического сада Китайской академии наук изучили молекулярные механизмы, лежащие в основе этого процесса, и обнаружили роль модуля FaNAC047-FaNAC058 в регуляции старения листьев мятлика, вызванного жарой. Результаты опубликованы в Journal of Integrative Plant Biology.

Ключевые открытия:

• FaNAC047 — ключевой ген, экспрессия которого значительно повышается при длительном тепловом стрессе и естественном старении. Он действует как положительный регулятор теплового старения листьев.
• FaNAC047 — бифункциональный транскрипционный фактор. Он прямо активирует экспрессию генов катаболизма хлорофилла (FaCCGs), одновременно подавляя экспрессию каталазы 2 (FaCAT2). Это координирует деградацию хлорофилла и накопление активных форм кислорода (АФК) во время старения.
• FaNAC058 — ещё один положительный регулятор процесса. Он физически взаимодействует с FaNAC047, усиливая его регуляторное влияние на FaCCGs и FaCAT2.
• FaNAC047 также транскрипционно активирует экспрессию FaNAC058, формируя регуляторный модуль, который усиливает контроль над экспрессией целевых генов.

Вывод: Исследование раскрывает молекулярный механизм, с помощью которого модуль FaNAC047-FaNAC058 ускоряет старение листьев мятлика под действием жары через скоординированную регуляцию катаболизма хлорофилла и гомеостаза АФК.

Эти данные дают ценную основу для генетической модификации мятлика и способствуют селекции жароустойчивых растений.