Учёные определили регуляторные сети формирования колосков у ячменя

Развитие органов у растений в основном происходит за счёт комбинаторной активности так называемых меристем. Меристемы — это растительные клетки или ткани, дающие начало новым органам, подобно стволовым клеткам у человека. К ним относится и колосковая меристема, из которой формируются колоски — компоненты колоса, образующие собственно цветки (florets), производящие после оплодотворения зерно.

Морфогенез соцветий у злаков (Poaceae) сложен и основан на специализированной цветочной меристеме — колосковой меристеме. Она даёт начало всем остальным цветочным органам и, в конечном счёте, зерну. Судьба колоска определяет не только репродуктивный успех, но и многочисленные признаки, связанные с урожайностью, у зерновых культур, таких как пшеница и ячмень.

Международная исследовательская группа под руководством IPK Leibniz Institute поставила задачу идентифицировать и описать регуляторные сети, сигнальные пути и ключевые регуляторы цветочных меристем ячменя. Для этого учёные с помощью лазера выделили меристемы в пространственно ограниченной области, получив особенно чистый образец ткани. Последующий детальный анализ позволил получить беспрецедентное разрешение по транскриптам, которые преобразуют гены в белки и участвуют в формировании цветочных органов ячменя.

Последовательный анализ цветочных меристем позволяет понять, экспрессируются ли определённые гены в колосе, то есть проявляется ли генетическая информация в фенотипе растения.

Учёные уверены, что эти результаты будут иметь большое значение для сравнительных исследований других зерновых культур. В сотрудничестве с коллегами из Университета Торонто (Канада) исследователи из IPK разработали базу данных, которая позволяет другим учёным находить графическое представление желаемых генов-кандидатов и их профилей экспрессии в колосе ячменя.

Таким образом, работа позволила глубже понять регуляторные сети и предоставить научному сообществу важный инструмент, облегчающий последующие исследования.