Растения передают потомству сезонные сигналы для лучшего выживания
Новое исследование Центра Джона Иннеса раскрыло генетические механизмы, с помощью которых растения передают сезонную информацию семенам, чтобы повысить их шансы на репродуктивный успех.
Растения интегрируют сезонные сигналы, такие как температура и длина дня, и используют эту «запомненную» информацию для оптимизации сроков ключевых этапов жизненного цикла. К ним относятся цветение, распространение семян и семенной покой — тактика, которую «материнское» растение использует, чтобы обеспечить прорастание семян в оптимальных условиях, когда выживаемость проростков наиболее высока.
Сезонное восприятие требует активности двух хорошо изученных генов: Flowering Locus C (FLC) и Flowering Locus T (FT). Первый является сенсором температуры и действует как «тормоз» для цветения, второй — сенсором длины дня.
Новое исследование под руководством профессора Стивена Пенфилда выявило точный механизм передачи температурной информации от материнского растения к семенам. Оно показало, что те же гены, которые контролируют время цветения, также контролируют прорастание семян, но действуют в обратном порядке.
Исследование, опубликованное в журнале Science, демонстрирует, что гены FLC и FT собирают температурную информацию из окружающей среды и передают её потомству во время формирования семян.
«Материнское растение использует сезонную информацию, чтобы контролировать поведение потомства и оптимизировать его приспособленность», — поясняет профессор Пенфилд.
Исследование, финансируемое BBSRC, показало, что материнское растение использует колебания температуры для создания разнообразия в типе и поведении семян — своеобразной репродуктивной стратегии «подстраховки». Это позволяет создать разнообразное и широко распространённое потомство.
Это механистическое понимание, полученное на модельном виде Arabidopsis thaliana, может привести к созданию более устойчивых сельскохозяйственных культур.
«Более глубокое понимание того, как растения передают сезонную информацию своему потомству, поможет в создании культур, лучше справляющихся с изменением климата», — отмечает профессор Пенфилд. Понимание механизма, с помощью которого растения создают изменчивость в потомстве из года в год, позволит выводить более стабильные сорта.