Исследование подтверждает сложность взаимодействия ключевых растительных гормонов

Исследование Университета Пердью подтверждает сложные взаимосвязи между растительными гормонами и их сигнальными путями, которые играют ключевую роль в контроле архитектуры растений.

Архитектура растений частично контролируется через выработку и восприятие растительных гормонов. Отсутствие либо брассиностероидов, либо гиббереллинов приводит к карликовости растений. Удаление обоих гормонов усиливает этот эффект, что указывало на их раздельный контроль над ростом.

Это важно для учёных, стремящихся понять, как растения изменяют свою архитектуру для конкуренции за ресурсы или для создания более урожайных культур, таких как кукуруза. Создание карликовых сортов может увеличить урожай или сохранить его при сокращении необходимых ресурсов, таких как удобрения и вода. Карликовые сорта риса и пшеницы были созданы путём ингибирования реакции на некоторые гормоны. Но у кукурузы взаимодействие между гормонами делает эту задачу более сложной.

Брассиностероиды и гиббереллины влияют на большее количество характеристик кукурузы, чем просто высота растения. Например, брассиностероиды необходимы для того, чтобы метёлки содержали цветки, производящие пыльцу, а гиббереллины требуются для того, чтобы початки производили только семяпочки.

В журнале Plant Direct лаборатория Брайана Дилкса описывает проверку этих взаимодействий гормонов. Используя регуляторы роста растений (обычно применяемые в садоводстве для блокировки выработки этих гормонов), взаимодействие между двумя гормонами было вновь протестировано на кукурузе. Эта работа подтвердила, что в разных частях растений кукурузы взаимодействие между этими гормонами различается, демонстрируя, что гормональная сигнализация сложнее, чем считалось ранее.

Например, у мутантов кукурузы, лишённых гиббереллина, наблюдается избыточное ветвление. Использование биосинтетического ингибитора у этого мутанта для блокировки выработки брассиностероидов устраняло это ветвление. Таким образом, брассиностероиды были необходимы для того, чтобы недостаток гиббереллина вызывал ветвление.

Результаты показывают, что механизмы растений, ответственные за восприятие этих гормонов и формирование физических характеристик, переплетены таким образом, что для их изучения потребуется гораздо больше работы.

Работа также продемонстрировала эффективность использования биосинтететических ингибиторов для изучения генетических взаимодействий растительных гормонов.

Соавторами выступили Гури Джохал, профессор ботаники и патологии растений Пердью, и Норман Бест, недавно защитивший докторскую диссертацию на кафедре садоводства и ландшафтной архитектуры. Их статья стала первой публикацией в новом открытом журнале Plant Direct.

Далее Дилкс планирует исследовать взаимодействия между генами, которые воспринимают эти гормоны и отвечают за превращение сигналов в адаптивные реакции роста.