Ботаники разгадали механизмы стабильного размещения листьев и цветов на растениях, открыв новые возможности для сельскохозяйственной отрасли.
Почему листья и цветы располагаются на растениях столь закономерно и стабильно, несмотря на рост и воздействие внешней среды? Ответ заключается в сложных механизмах, контролирующих развитие растений. Ключевую роль среди них играют белки PLETHORA (PLT), сообщает Phys.org.
Филлотаксис, определяемый как закономерное размещение листьев и цветков на стеблях, давно привлекал внимание ботаников. Внешняя организация подчиняется строгим геометрическим законам, позволяющим оптимально распределять ресурсы света. При этом внутренняя природа механизмов, управляющих формированием и поддержанием филлотаксиса, оставалась неопределенной на протяжении длительного времени.
Сотрудники Вагенингенского университета в сотрудничестве с голландской компанией Rijk Zwaan провели исследования, раскрывающие механизм поддержания стабильности порядка в растениях. Для анализа были выбраны арабидопсис таля (Arabidopsis thaliana) и огурец. Выяснилось, что поддержание стабильного порядка достигается через взаимодействие нескольких ключевых компонентов: генетического контроля, гормональной регуляции, механики тканей и темпов роста растений.
Изначально ученые обратили внимание на эффект отключения трех белков PLT у арабидопсиса. Вместо ожидаемых изменений в структуре органа они заметили лишь легкие нарушения в спирали размещения листьев и цветков. Позднее выяснилось, что нарушение стабильности связано с ускоренным развитием цветка и повышенной подверженностью к вращению стебля. Таким образом, PLT обеспечивают устойчивость филлотаксиса, предотвращая накопление малых смещений положения, возникающих в процессе роста.
Эти открытия побудили ученых продолжить изучение аналогичных процессов у огурца. Оказалось, что мутации в белках PLT приводят к значительным изменениям в структуре растений: нарушается формирование меристемы, изменяется структура стеблей и расположение листьев.
Ожидается, что полученные знания станут основой для разработки технологий, способствующих повышению эффективности агропроизводства в условиях изменчивого климата и специфики возделывания культур. Понимание физиологии растений откроет путь к дальнейшему развитию аграрного сектора, обеспечивая его устойчивость в будущем.
Фото: hi-tech.mail.ru