Исследование находит фактор транскрипции, регулирующий число листочков у бобовых растений

Сложные листья состоят из нескольких листочков и демонстрируют большую сложность и морфологическое разнообразие. Важным этапом их развития является формирование отдельных зачатков листочков на ранних стадиях, что включает инициацию листочков и установление границ для их разделения.

В исследовании, опубликованном в The Plant Cell, команда Чэнь Цзянхуа из Тропического ботанического сада Сишуанбаньна (XTBG) Китайской академии наук охарактеризовала мутант Medicago truncatula с перистым типом листа — pinnate-like pentafoliata2 (pinna2), фенотипически схожий с ранее описанным мутантом pinna1. Они изучили роль фактора транскрипции GRAS PINNA2 в контроле морфогенеза сложного листа у M. truncatula.

Используя нокаут гена и функциональный анализ, исследователи определили важность PINNA2 для морфогенеза сложного листа. Функциональный анализ показал, что PINNA2 регулирует формирование сложного листа, связываясь напрямую с промоторной областью гена SINGLE LEAFLET1 (SGL1).

Было обнаружено, что новый фактор транскрипции GRAS, кодируемый геном PINNA2, чаще обнаруживается на границе органов. При потере функции PINNA2 тройчатые листья трансформируются в пятилисточковые. Кроме того, PINNA2 напрямую связывается с промоторной областью гомолога LEAFY — SINGLE LEAFLET1 (SGL1), который является ключевым позитивным регулятором.

Таким образом, PINNA2 — важный фактор транскрипции GRAS, регулирующий формирование сложного листа путём прямого связывания с промотором SGL1. Потеря его функции приводит к переходу от трёхлисточковой к пятилисточковой форме.

«Наши результаты дают молекулярное понимание координации сложных процессов развития, лежащих в основе формирования паттерна сложного листа», — сказал Чэнь Цзянхуа.