Ученые определили ключевой элемент, лежащий в основе превосходной функции устьиц - или крошечных газообменных пор - у трав, где устьица функционируют более эффективно, чем у других видов растений. Результаты показывают механизм, который, возможно, способствовал успешной диверсификации семейства травянистых миллионы лет назад.
Во время фотосинтеза растения максимизируют количество углерода, которое они поглощают из углекислого газа, при этом сводя к минимуму количество воды, которую они теряют, регулируя свои устьица. Травы - род растений, которые обеспечивают человека большей частью пищи, клетчатки и биотоплива - развили уникальную структуру устьиц, которая позволяет им особенно хорошо выполнять эту функцию.
Здесь, изучая Brachypodium distachyon, вид травы, связанный с основными зерновыми злаками, такими как пшеница, Michael Raissig et al. использовали генетический скрининг для выявления элементов, ответственных за уникальную морфологию устьиц злаков. Они обнаружили фактор транскрипции или белок, известный как MUTE. Версия MUTE, обнаруженная в Brachypodium, была больше, чем родственный белок в цветковом растении Arabidopsis; он также был мобильным, перемещаясь к клеткам, соседним с теми, где он был синтезирован.
Исследователи сообщают, что Brachypodium, у которого не было мобилизованного MUTE, не имел характерных устьиц и плохо рос. Эти результаты могут быть использованы селекционерами и сельскохозяйственными биотехнологами для повышения как фотосинтетической способности, так и эффективности использования воды основными травянистыми и даже другими культурами.