Раскрыты секреты «растительного полового созревания»

Исследователи определили генетические изменения, связанные с тем, почему растения проходят ключевой этап развития, подобный «половому созреванию», с разной скоростью. Это открытие может привести к улучшению питательной ценности сельскохозяйственных культур.

Этот этап развития, называемый переходом от вегетативной к репродуктивной фазе, происходит в течение нескольких дней, когда растения замедляют рост листьев и начинают формировать репродуктивные органы. Результаты опубликованы в журнале The Plant Cell.

Питательная ценность пищи

Этот резкий физический переход очень важен для фермеров и потребителей, так как он запускает процесс перераспределения питательных веществ из листьев в репродуктивные органы растения и, в конечном итоге, в его плоды и зерна. Правильные сроки развития растения означают более питательную пищу.

Фермеры пытались выводить культуры, максимально однородные по срокам развития, но, несмотря на их усилия, как и у людей, «половое созревание» у разных особей растений наступает в разном «возрасте».

Чтобы изучить факторы, влияющие на время этого перехода, исследователи из Йоркского университета выращивали Arabidopsis thaliana — вид дикой горчицы, наиболее близкий к культурам Brassica, таким как капуста и брокколи — в условиях, где почва, температура, влажность и свет были максимально постоянными.

Этот вид был выбран потому, что он подвергался инбридингу в течение поколений, что создало почти генетически идентичный пул семян.

Контролируемые условия

Даже в этих строго контролируемых условиях растения начали проявлять признаки перехода к репродуктивной фазе в разные дни. Когда примерно половина растений прошла этот переход, ученые измерили генетическую активность у всех растений.

Хотя растения имели одинаковый хронологический возраст, они находились на разных этапах пути «растительного полового созревания». Исследователи выявили конкретные генетические изменения, которые коррелировали со сроками этого этапа развития.

Они также обнаружили, что растения начинают процесс отмирания листьев еще до того, как ученые видят видимые репродуктивные структуры.

Генетические изменения

Ведущий автор исследования доктор Дафна Эзер с кафедры биологии заявила: «В некотором смысле рост растений и человека очень похож: каждый переживает его по-своему.

Наше исследование выявило конкретные генетические изменения, которые могут контролировать сроки перехода растения в репродуктивную фазу, прокладывая путь к будущему повышению однородности и качества урожая.

Примечательно, что мы также обнаружили, что растения начинают перенаправлять питательные вещества из своих листьев в цветущие структуры даже раньше, чем мы предполагали. Чтобы повысить питательную ценность сельскохозяйственных культур, фермерам, возможно, следует обращать внимание на эти скрытые процессы, происходящие задолго до каких-либо видимых признаков перехода от вегетативной к репродуктивной фазе».