Новый сигнальный путь обеспечивает "память" растений о необходимости цвести
Учёные из Института биологии развития Общества Макса Планка обнаружили, как растения цветут даже при коротком и пасмурном дне. Эндогенный механизм позволяет им зацвести в отсутствие внешних стимулов, таких как длинный день. Ключевую роль в этом процессе играет микроРНК: снижение её концентрации в конусе нарастания побега запускает цветение.
МикроРНК — это короткие фрагменты РНК, которые являются важными регуляторами функции генов. Связываясь с комплементарными участками матричной РНК (mRNA), они подавляют её трансляцию в белок, тем самым блокируя активность соответствующего гена.
У резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana) эта регуляторная система контролирует переход от вегетативного развития к репродуктивному. Группа родственных регуляторов — SPL-белки — играет важную роль в стимуляции начала цветения. У молодых растений выработка SPL-белков подавляется высоким уровнем микроРНК156.
Исследователи под руководством Цзя-Вэя Вана показали, что независимо от внешних сигналов концентрация этой микроРНК со временем снижается, подобно песку в песочных часах. Когда уровень микроРНК падает ниже определённого порога, производится достаточно SPL-белков, чтобы активировать процесс цветения даже в отсутствие других регуляторов, измеряющих длину дня или температуру. Это позволяет достаточно взрослому растению зацвести даже в неблагоприятных условиях.
Интересно, что SPL-белки выполняют двойную функцию, поскольку они также участвуют в цветении растений в ответ на длинный день. В конечном итоге и SPL-белки, и другие регуляторы воздействуют на сходный набор генов-мишеней, критически важных для цветения.
"Цветение имеет решающее значение для долгосрочного выживания растений. Избыточность зависимых и независимых от окружающей среды механизмов гарантирует, что растения не будут ждать цветения вечно. Лучше уж один раз отцвести, чем никогда", — объясняет Детлеф Вайгель, директор Института.
Источник: Jia-Wei Wang, Benjamin Czech, Detlef Weigel; miR156-regulated SPL transcription factors define an endogenous flowering pathway in Arabidopsis thaliana; Cell, 21 августа 2009; doi: 10.1016/j.cell.2009.06.014.