Засуха заставляет деревья Борнео цвести одновременно

Тропические растения цветут с нерегулярными интервалами, превышающими год. Для тропических лесов Борнео характерно массовое цветение, когда сотни различных древесных видов из семейства Dipterocarpaceae цветут синхронно. Это явление особенно загадочно, поскольку температура и длина дня относительно постоянны круглый год из-за близости к экватору. До сих пор предполагалось, что массовое цветение в лесах Борнео могут запускать несколько недель засухи, но эмпирических данных и генетических анализов не хватало.

Международная исследовательская группа под руководством эволюционных биологов из Университета Цюриха идентифицировала два гена, ответственных за цветение тропического листопадного вида деревьев Shorea beccariana. После периодов засухи в этих двух генах, SbFT и SbSVP, происходят резкие транскрипционные изменения непосредственно перед цветением. Исследователи подтвердили функцию этих генов в цветении с помощью трансгенных растений Arabidopsis thaliana.

Для сбора образцов потребовался 85-метровый кран

Сбор множества почек с одного дерева Shorea beccariana незадолго до начала цветения был сложной задачей, учитывая, что крона этого гигантского дерева находится на высоте 40 метров. С помощью 85-метрового пологового крана ученые смогли собрать образцы в шесть разных моментов времени в течение двух лет.

Анализ материала с помощью секвенирования нового поколения (изначально разработанного для исследования генома человека и болезней) позволил идентифицировать 98 генов, связанных с цветением растения. Гены SbFT и SbSVP показали транскрипционные изменения после засухи и прямо перед цветением.

Сочетание генетических результатов с метеорологическими данными региона позволило сделать вывод: цветение Shorea beccariana запускается четырехнедельной засухой в сочетании с повышенным уровнем сахарозы.

На пути к прогнозированию массового цветения

Изменение климата повлияет на частоту засушливых периодов и, как прогнозируется, на частоту массового цветения. Нерегулярность этих интервалов, которую было трудно предсказать, до сих пор серьезно затрудняла охрану окружающей среды и восстановление лесов, так как невозможно было знать, когда можно собрать необходимые семена.

Идентифицированные гены указывают на приближение массового цветения. Последовательный мониторинг активности генов может помочь предсказать, когда оно произойдет. Это позволит скоординировать сбор семян и существенно улучшить программы по сохранению биоразнообразия.