Как растения «узнают», что пора цвести? Новое исследование показывает, где именно формируется ключевой белок, прежде чем он запускает процесс цветения у растений.
До сих пор никто точно не определил, какие клетки производят небольшой белок, называемый Flowering Locus T (FT). Исследование также указывает на обширную межклеточную сигнальную систему, которая регулирует производство FT.
Выводы, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, могут помочь селекционерам, поскольку контроль времени цветения имеет решающее значение для развития урожая.
«Понимание того, где находится FT и как он координируется с другими факторами цветения, важно для селекционеров; это полезно для селекционеров для точного управления временем цветения», - сказал Цинго Чен, первый автор статьи и научный сотрудник в лаборатория Роберта Турджена, старшего автора статьи и профессора биологии растений Корнельского университета.
Цветение у многих растений начинается с восприятия длины дня, которое происходит в листьях. Некоторые растения цветут в короткие дни, а другие в длинные.
Ранее было известно, что у растений Arabidopsis длинный световой день запускает процесс, при котором листья синтезируют и передают FT в сосудистую ткань растения, называемую флоэмой, которая переносит сахара и питательные вещества из листьев к остальной части растения.. FT перемещается к верхушке побега, самой высокой точке новых листьев и стеблей, где способствует образованию цветов.
Регуляция цветения сложна, высвобождение FT контролируется более чем 30 белками во взаимодействующих каскадах. «Это сложная сеть, и вы не сможете ее распутать, пока не поймете, что происходит с этими конкретными ячейками, поэтому география очень важна», - сказал Терджен.
Поскольку жилки листьев очень маленькие и покрыты фотосинтетическими клетками, богатыми зеленым хлорофиллом, идентифицировать клетки, продуцирующие FT, было сложно. В своем исследовании Турген и его коллеги использовали флуоресцентные белки для идентификации клеток во флоэме (венах), где производился FT.
Исследователи обнаружили, что FT также вырабатывается в клетках-компаньонах того же типа во флоэме табака Maryland Mammoth. Кроме того, когда они убивали эти клетки-компаньоны, это приводило к задержке цветения как арабидописа, так и табака. Когда они более внимательно изучили пути, ведущие к цветению, они обнаружили, что уничтожение этих клеток-компаньонов останавливало процесс ниже по течению от FT, но не выше по течению, подтверждая, что FT возникает в этих клетках и что синтез FT регулируется обширной межклеточной мембраной. сигнализация.
Исследование финансировалось Национальным научным фондом и Университетом Пердью.