Исследование старения растений: новые данные для повышения урожайности
Новое понимание механизма старения растений может помочь учёным лучше разобраться в урожайности сельскохозяйственных культур, распределении питательных веществ и даже в сроках и продолжительности осеннего изменения цвета листьев.
В новой статье, опубликованной 22 ноября в журнале eLife, Сюэхуа Чжун из Университета Висконсин-Мэдисон и её коллеги описывают, как эпигенетический белковый комплекс выступает связующим звеном между окружающей средой и геномом, способствуя началу старения у растений.
Этим комплексом является специфическая гистондеацетилаза (HDAC) под названием HDA9, которая помогает преобразовывать сигналы окружающей среды, например, темноту, в эпигенетические изменения. Эпигенетика относится к изменениям, влияющим на экспрессию генов, закодированных в ДНК живых организмов, а не к изменениям самой ДНК.
Например, осенние цвета меняются, когда сокращение светового дня влияет на экспрессию генов, ответственных за определённые пигменты листьев.
Исследование Чжун сосредоточено на том, как экспрессия генов в росте и развитии регулируется эпигенетической модификацией и как на это регулирование могут влиять стимулы окружающей среды.
Старение, или сенесценция, — сложный процесс, жизненно важный для жизненного цикла растения. Эффективность этого процесса имеет критическое значение для биологического успеха: преждевременное старение может привести к снижению урожайности, что является серьёзной проблемой для производства потомства и выращивания культур. Запоздалая же сенесценция снижает эффективность растения, задерживая перераспределение питательных веществ, и может повлиять на жизнеспособность следующего поколения.
Изучая геном распространённой экспериментальной модели растения Arabidopsis thaliana (резуховидки Таля) на предмет участков связывания HDA9, группа Чжун обнаружила доказательства того, что этот белок играет ключевую роль в процессе старения. Он воздействует на ранее идентифицированные гены, кодирующие различные компоненты старения.
Команда утверждает, что вновь изученная HDAC запускает процесс старения, ответственный за многоцветие листьев осенью. Этот процесс также имеет ключевое коммерческое значение, а понимание механизма инициации старения является значительным шагом вперёд в эпигенетических исследованиях.