Белок RUP2 предотвращает преждевременное цветение растений

Индукция цветения имеет огромное экологическое и агрономическое значение. Своевременное и синхронное цветение необходимо для оптимизации опыления и созревания семян в благоприятных условиях. Время цветения регулируется факторами среды, особенно светом, и механизмы этого процесса активно изучаются. Однако эксперименты обычно проводят в фитотронах без UV-B-излучения — естественного компонента солнечного света, вызывающего, например, солнечные ожоги у людей. Команда Женевского университета (UNIGE) обнаружила, что UV-B может быть мощным индуктором цветения, но белок RUP2 блокирует его действие, предотвращая раннее цветение. Работа опубликована в журнале Genes & Development.

UV-B-излучение — забытый фактор

Механизмы цветения изучали на модельном виде Arabidopsis thaliana (резуховидка Таля), который в Швейцарии цветёт в основном в мае, когда дни становятся длиннее. «Большинство исследований проводили в фитотронах, где искусственный свет не включает UV-B, хотя это неотъемлемая часть солнечного света. Мы добавили этот тип излучения, поскольку у растений есть UV-B-рецепторы», — объясняет профессор Роман Ульм.

В сотрудничестве с учёными из университетов Лозанны, Тюбингена и Центра Гельмгольца в Мюнхене биологи показали, что UV-B-лучи могут потенциально индуцировать цветение Arabidopsis в течение всего года. «Однако их эффект блокируется во время коротких дней белком под названием RUP2», — уточняет Адриана Аронгус, первый автор исследования.

RUP2 — часть годовых часов

Биологи начали понимать ключевую роль RUP2, анализируя молекулярные механизмы. «Независимо от сезона, UV-B может стимулировать выработку гормона цветения — белка FT, который мигрирует в меристему (ткань, обеспечивающую рост растения) и перепрограммирует её на вступление в фазу цветения. RUP2, в свою очередь, косвенно ингибирует выработку этого гормона и таким образом подавляет цветение», — добавляет биолог.

Однако при удлинении дней фоторецепторы в листьях индуцируют такую продукцию белка FT, что цветение начинается несмотря на присутствие RUP2. Этот меняющийся баланс в течение сезонов позволяет реализовать фотопериодическое цветение, где RUP2 выступает центральным актором.

Индукцию цветения UV-B обнаружили у мутантных растений, лишённых RUP2. «Теперь мы хотим узнать, существует ли и важен ли этот эффект UV-B у других растений, и почему в ходе эволюции у Arabidopsis он был подавлен RUP2», — отмечает Роман Ульм. После открытия UV-B-рецептора и его влияния на рост и развитие растений исследователь намерен выявить различные функции этого рецептора, которые можно интегрировать как параметры для изучения экологических и агропродовольственных систем.