Секрет петунии: ключевой ген аромата раскрывает тайну природных духов

Исследование под руководством профессора Александра Вайнштейна из Факультета сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды им. Роберта Х. Смита Еврейского университета в Иерусалиме выявило ключевую роль гена PhDEF в регуляции производства цветочного аромата у петуний. Это открытие проливает новый свет на то, как растения развивают важные черты для привлечения опылителей, с потенциальными последствиями для сельского хозяйства, садоводства и биотехнологий.

Исследование, опубликованное в The Plant Cell, показывает, что PhDEF — гомеотический ген, известный своей ролью в формировании лепестков, — также играет важную роль в активации производства аромата на поздних стадиях развития цветка. Используя передовой генетический анализ и вирус-индуцированное сайленсирование генов (VIGS), команда продемонстрировала, что подавление PhDEF значительно снижает выброс летучих веществ, тем самым ослабляя цветочный аромат.

«Наши результаты показывают, что PhDEF отвечает не только за определение идентичности лепестка, но и за координацию производства ароматических соединений, критически важных для опыления», — сказал профессор Вайнштейн. «Эта двойная функциональность предполагает, что цветки петунии развили интегрированный регуляторный механизм для оптимизации привлечения опылителей».

Исследование определило PhDEF как ключевой активатор EOBI и EOBII — двух основных транскрипционных регуляторов производства цветочного аромата, а также других биосинтетических генов, ответственных за эмиссию летучих соединений. Активируя эти пути, PhDEF обеспечивает высвобождение летучих веществ на основе фенилпропаноидов, которые делают цветы более привлекательными для опылителей.

Подавление PhDEF привело к заметному снижению производства ключевых ароматических соединений, включая метилбензоат и бензиловый спирт. Несмотря на это снижение, исследование показало, что подавление PhDEF не изменило морфологию лепестков, что указывает на возможность генетической манипуляции производством аромата без влияния на структуру цветка.

Эти открытия открывают новые возможности для усиления цветочного аромата у коммерческих сортов или модификации ароматических профилей сельскохозяйственных культур, зависящих от опыления. Кроме того, понимание регуляторных функций PhDEF может способствовать биоинженерным усилиям по оптимизации производства аромата у цветов, с приложениями как в садоводстве, так и в парфюмерной промышленности.

«Это открытие расширяет наши знания в биологии растений и предлагает потенциальные приложения для выведения более устойчивых и благоприятных для опылителей культур», — добавил профессор Вайнштейн.