Как растения формируют свои семена

Около 80–85% наших потребностей в калориях покрывается за счёт семян, напрямую или косвенно (через корма). Семена — результат размножения растений. При опылении пыльца прорастает в пыльцевую трубку, которая растёт к завязи, высвобождает спермии для оплодотворения и запускает формирование семени.

Пыльцевая трубка взаимодействует с тканями растения

Международная исследовательская группа под руководством Уэли Гроссниклауса из Университета Цюриха показала, как пыльцевая трубка взаимодействует с женскими тканями растения. Она секретирует сигнальные молекулы — RALF-пептиды, — чтобы исследовать клеточное окружение и регулировать свой рост. Два рецептора на поверхности клетки позволяют воспринимать эти сигналы и передавать их внутрь клетки.

Внутриклеточные сигналы регулируют рост

В сотрудничестве с командами Кристофа Рингли (UZH) и Хорхе Мускьетти (Университет Буэнос-Айреса) группа Гроссниклауса установила, что для распознавания сигналов необходимы также LRX-белки. Эти белки, локализованные в клеточной стенке, были идентифицированы в UZH 15 лет назад, но их функция до сих пор была неясна. Сигналы связываются с LRX-белками в клеточной стенке. «Мы предполагаем, что пыльцевая трубка исследует изменения в клеточной стенке, отправляя сигналы и соответствующим образом реагируя, например, меняя направление роста», — говорит Уэли Гроссниклаус. Редкий случай, когда растение производит и воспринимает сигналы одними и теми же клетками, позволяет быстрорастущей пыльцевой трубке оперативно реагировать на изменения среды.

Молекулярные механизмы открывают широкие возможности для применения

Описанные сигнальные пути участвуют во многих других фундаментальных процессах. Их понимание открывает многочисленные возможности для селекции растений. «Лучше понимая, как работают эти белки, мы можем влиять не только на опыление и формирование семян, но и на развитие, рост растений или их защиту от вредителей», — заключает Уэли Гроссниклаус.