Переключение между отпугиванием и привлечением в плодах земляники
Исследователи из Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана (LMU) и Мюнхенского технического университета (TUM) показали, как временной контроль активности одного гена решает две задачи при созревании плода земляники.
Ярко-красный цвет спелой земляники привлекает не только людей. У диких видов он также служит для привлечения животных, которые помогают растению распространять семена. Однако на стадии роста, когда плод ещё не созрел, привлекать внимание было бы контрпродуктивно. Кроме того, развивающийся плод должен противостоять патогенам и вредителям.
Доктор Тило Фишер и профессор Вильфрид Шваб выяснили, как осуществляется это переключение между отпугиванием и привлечением. Их работа, опубликованная в журнале New Phytologist, раскрывает роль фермента антоцианидинредуктазы (ANR) в этом процессе.
Метаболиты двойного назначения
С ботанической точки зрения, земляника — это не ягода и не настоящий плод. Мясистая часть, которую мы едим, — это видоизменённая цветоложе. Жёлтые семянки на его поверхности — это настоящие плоды, каждый из которых содержит одно семя.
Во время фазы роста плода фермент ANR участвует в синтезе метаболитов — проантоцианидинов в зелёных плодах. Эти соединения помогают защищать развивающийся плод от хищников, патогенов и абиотических стрессов. Когда семена созревают, ген Anr отключается. Это делает предшественники проантоцианидинов доступными для производства антоцианов — красных пигментов, придающих зрелому плоду привлекательный цвет.
В новом исследовании учёные специфически инактивировали функцию ANR в растущих плодах. Это вмешательство привело к появлению красных рылец в цветках и продукции антоцианов в незрелых плодах. «Это указывает на то, что функция ANR и синтез защитных соединений важны также и для рылец цветка», — говорит Тило Фишер.
«С помощью этой модели можно будет проводить более детальный анализ функций проантоцианидинов», — отмечает Вильфрид Шваб. Это также интересно для селекционеров земляники, поскольку время переключения между защитой от вредителей и началом пигментации контролирует не только качество плода, но и определяет уровень использования пестицидов.