Раскрытие неизвестных рецепторов и механизма оплодотворения у растений

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, впервые идентифицирован рецептор в пыльцевых трубках, необходимый для обнаружения аттрактантных пептидов LURE, которые направляют их к яйцеклетке.

Ключевое открытие

Доктор Хидэнори Такэути и профессор Тэцуя Хигасияма из Нагойского университета обнаружили ключевой киназный рецептор PRK6 на кончике пыльцевой трубки модельного растения Arabidopsis thaliana. Этот рецептор необходим для восприятия сигналов пептидов LURE, выделяемых семяпочкой для привлечения пыльцевой трубки.

Механизм работы

  • PRK6 работает совместно с другими рецепторами семейства PRK, имеющими сходную структуру.
  • Эти рецепторы позволяют пыльцевой трубке:
    1. Прорастать в пестике до позиции, где она может обнаружить LURE.
    2. Точно детектировать сигнал LURE.
  • При добавлении LURE рецептор PRK6 перемещается к области мембраны на кончике трубки, обращённой к пептиду, направляя рост.

Межвидовой эксперимент

  • Пыльцевая трубка Capsella rubella (того же семейства Brassicaceae) не реагировала на LURE от Arabidopsis thaliana.
  • Однако после вставки гена PRK6 от Arabidopsis в пыльцевую трубку Capsella rubella привлечение к чужеродному LURE произошло. Это прямо доказывает, что PRK6 является ключевым видоспецифичным фактором детекции LURE.

Значение и перспективы

Открытие механизма может привести к:

  • Повышению эффективности роста пыльцевых трубок и успешности оплодотворения.
  • Разработке новых методов для межвидового оплодотворения и создания новых культур.
  • Созданию агрохимикатов, нацеленных на рецепторы PRK, для увеличения производства семян.

Исследование раскрывает многовековую загадку о том, как мужские гаметы растений находят женские, и открывает новые пути для управления процессом оплодотворения.