Стриголактоны — это класс фитогормонов с различными функциями в развитии растений, реакциях на стресс и во взаимодействии с микроорганизмами в ризосфере. Хотя их влияние на вегетативное развитие хорошо изучено, мало что известно об их роли в урожайности сельхозкультур, однако, заполнение пробела открывает новые возможности того, как производить больше маржинальных культур с одного поля.
эксклюзив 🔹
В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи из Колледжа сельского хозяйства имени Луиса де Кейроса (ESALQ-USP) при Университете Сан-Паулу в Бразилии впервые описывают, как стриголактоны, фитогормоны, открытые несколько десятилетий назад, контролируют цветение и плодоношение томата (Solanum lycopersicum). Результаты их исследования указывают на новую возможность управления временем плодоношения и могут оказать значительное влияние на общую урожайность как этой, так и других культур, пишет Джулия Моиоли в релизе FAPESP.
Стриголактоны, полученные из каротиноидов, представляют собой относительно новую группу фитогормонов, идентифицированную как таковая только в 2008 году. Их значение для развития томатного растения, его реакции на стресс и его взаимодействия с микроорганизмами в ризосфере (почве, в которой растут корни) было описано в научной литературе, но их роль в процессе воспроизводства, то есть плодоношения, до сих пор была неизвестна.
В новом исследовании ученые из ESALQ-USP смогли продемонстрировать эту функцию и объяснить ее более подробно, используя такие методы, как секвенирование и обработка данных мРНК, количественная оценка транскриптов генов с помощью ОТ-ПЦР (разновидность ПЦР), масс-спектрометрия, а также статистический и функциональный анализ.
С этой целью исследователи проанализировали и сравнили две группы растений: одна группа была генетически модифицирована для нарушения выработки стриголактона, а другая состояла из растений с синтетической версией фитогормона, которая, как доказали ученые, способствовала более быстрому и лучшему цветению, что приводило к большему количеству плодов.
Исследователи также определили детали функционирования этого механизма.
«Мы показали, что стриголактоны контролируют цветение томата, регулируя путь микроРНК319 и уровни гиббереллина (регуляторов роста и прорастания растений). Когда уровень стриголактона в листьях и меристемах повышается, растение имеет тенденцию снижать уровень гиббереллина и повышать уровень этой микроРНК», — сказал Фабио Тебальди Сильвейра Ногейра, соавтор статьи и главный исследователь тематического проекта, частью которого было исследование. Он является исследователем в Лаборатории молекулярной генетики развития растений в Отделении биологических наук ESALQ-USP.
Результаты работы представляют экономический интерес, поскольку могут оказать непосредственное влияние на управление выращиванием растений и их урожайность.
«Результаты ясно показывают, что растение легче цветет в присутствии стриголактона, при этом количество цветов и плодов значительно увеличивается. Это означает, что теперь мы можем положиться на новый фитогормон для контроля времени цветения», поясняет Ногейра.
Следующие шаги исследовательской будут включать изучение того, взаимодействуют ли другие пути микроРНК и гормоны и влияют ли они на развитие растения, увеличивая урожайность и размер плодов, добавил он. Исследователи также планируют проверить влияние стриголактона на другие высокомаржинальные культуры, такие как соя и кукуруза.
Исследование проводилось в партнерстве с учеными, связанными с StrigoLab, итальянским стартапом, базирующимся в Туринском университете в Италии; с Лабораторией стресса растений того же университета, возглавляемой Франческой Кардинале, последним автором статьи, а также с Лабораторией регуляторов роста Университета Палацкого в Чехии и Институтом экспериментальной ботаники Чешской академии наук.
Источник: FAPESP. Автор: Джулия Моиоли.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.