Растительный рост без контроля светом: синтетический фоторецептор стимулирует прорастание и развитие

Растения зависят от солнца. Солнечный свет не только снабжает их энергией, но и контролирует этапы их развития. Так называемые фоторецепторы активируют в клетках процессы прорастания, развития листьев, формирования почек и цветения. Светопоглощающий компонент фоторецептора может быть заменён химически схожим синтетическим веществом. Впервые эффекты на целых растениях описаны в журнале The Plant Cell.

«Растения развивались в темноте так, как будто находились на свету», — говорит руководитель исследований Тильман Лампартер из Института технологий Карлсруэ (KIT). Семена и проростки резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana) обрабатывали синтетическим веществом под названием «15Ea-фикоцианобилин». В растительной клетке это вещество заменяет естественный, фотоактивный компонент фоторецептора — «фитохромобилин». Включение 15Ea-PCB активирует фоторецептор, и растение «думает», что находится на свету. Несмотря на темноту, растения-модели прорастают и растут аналогично контрольной группе, находившейся на свету. «Впервые было показано, что синтетические вещества могут вызывать световые эффекты у целых растений».

Синтетические фоторецепторы могут стать ценными инструментами для исследований, так как они облегчают изучение многих химических процессов растений по сравнению с традиционными методами генной инженерии. Кроме роста, фотосинтез также можно исследовать гораздо лучше. «Цветение или развитие фотосинтетического аппарата в будущем можно будет контролировать гораздо лучше», — прогнозирует Лампартер. «Эти открытия будут очень полезны для сельскохозяйственной отрасли, например, при выращивании цветов или производстве биомассы». В будущем планируется более детально изучить связанные с этим аспекты.