Сигнал от клеточной стенки решает, что в темноте семена вырастают в длинные желтые побеги, вместо того, чтобы зеленеть и образовывать листья. Сигнал, который включает программу темноты в развитии проростков, до сих пор не идентифицирован. Более ранние исследования показали, что в этих процессах участвуют фоторецепторы внутри растительных клеток. Один жизненно важный сигнал вне клеток был описан группой профессоров доктора Уте Кремер и доктора Скотта Синклера из Рурского университета Бохума в сотрудничестве с профессором доктором Домиником Бегеровым, также из Бохума, а также коллегами из Австралии, Франции, Швейцарии., и из Института исследований селекции растений им. Макса Планка в Кельне, в журнале Current Biology.
Функция клеточной стенки включает в себя больше, чем просто стабилизация клеток
«Клеточные стенки часто считают мертвым веществом, которое делает клетки стабильными», - говорит Уте Кремер, заведующая кафедрой молекулярной генетики и физиологии растений. «Это мнение изменилось в последние годы». Текущее исследование показывает, что клеточная стенка растений способна переключаться между различными программами развития.
Исследователи проанализировали несколько мутантов Arabidopsis thaliana, клеточные стенки которых имеют нетипичный состав. Они сравнили их темное развитие с растениями, у которых не было никаких генетических изменений.
Программа темноты обеспечивает выживание рассады
Нормальный Arabidopsis thaliana с неповрежденной клеточной стенкой образует в темноте проростки, характеризующиеся удлиненной этиолированной выросшей формой. «Таким образом, у проростка больше шансов достичь поверхности земли, чтобы уловить свет, который имеет решающее значение для фотосинтеза, до того, как запасы энергии, хранящиеся в семени, иссякнут», - объясняет Скотт Синклер.
Некоторые мутанты со специфическими изменениями в составе клеточных стенок не имели возможности включать программу темноты. В темноте они развивались так же, как нормальные растения на свету. Дополнительные анализы показали, что у этих растений отсутствуют определенные продукты метаболизма пектина, сложной молекулы сахара, используемой в качестве желирующего агента для приготовления варенья. Исследователи предполагают, что растительные клетки используют эти продукты метаболизма, чтобы сообщить другим растительным клеткам, что проросток окружен тьмой.