Водородная перекись помогает половому размножению ели

Физиологи растений из МГУ впервые доказали, что опасные активные формы кислорода (АФК), часто считающиеся побочными продуктами генерации энергии в клетках, необходимы хвойным для оплодотворения яйцеклеток. Эксперименты с пыльцой голубой ели (Picea pungens) привели к открытию белка, который заставляет всю систему работать. Учёные полагают, что полученные данные позволят оптимизировать восстановление хвойных лесов. Результаты исследования опубликованы в Plant Reproduction.

Исследователи из МГУ первыми изучили роль АФК в прорастании пыльцы хвойных (голубой ели) и выяснили, что перед прорастанием пыльцевые зёрна выделяют в окружающую среду перекись водорода и супероксид-радикал O₂^•-. Позже в пыльцевой трубке формируется градиент перекиси водорода — её концентрация повышена на кончике. Этот градиент, по-видимому, необходим для роста трубки к яйцеклетке, а также для поддержания градиента мембранного потенциала (отрицательного заряда), что описано для хвойных впервые.

Учёные также выяснили, какой белок регулирует этот процесс. Им оказалась НАДФН-оксидаза, расположенная в клеточных мембранах. Этот белок отвечает за перенос электронов из клетки и образование внеклеточного супероксида. АФК довольно быстро взаимопревращаются: O₂^•- превращается в перекись, которая снова попадает в клетку. Благодаря этому процессу перекись водорода распределяется в пыльцевой трубке градиентно. Эксперименты показали, что после подавления НАДФН-оксидазы пыльцевые зёрна не прорастают, а пыльцевые трубки теряют способность к росту, и оплодотворение не происходит.

Результаты этой и дальнейших работ могут быть использованы для оптимизации лесовосстановления, особенно пихт, кедров, сосен и елей, а также для их селекции и формирования коллекции лесных пород в России.