DayTimeNews.RU
Изучение вегетативного размножения растений является ключом к повышению урожайности сельскохозяйственных культур и биоинженерии. Исследования Университета Кобе продвигаются вперед в изучении генетической регуляции этого процесса у печеночников, которые являются идеальными модельными растениями и даже кандидатами в космические культуры.
Картофель — это клубни, имбирь — корневище, и оба они являются формами вегетативного размножения, при которых растения создают структуры, из которых могут возникать генетически идентичные особи. Этот способ размножения очень важен для сельского хозяйства и садоводства, но генетический механизм, лежащий в его основе, не исследован. Генетик растений из Университета Кобе Ишизаки Кимицунэ считает, что печеночный мох Marchantia polymorpha является идеальным модельным организмом для изучения этого процесса, и в течение последних 10 лет занимался расшифровкой его генома и созданием инструментов для удобных генетических манипуляций с ним. Учёный говорит: «Кроме того, печеночник настолько быстро размножается, что считается помехой для садоводов, поскольку быстро отрастает, независимо от того, как часто его удаляют».
Печеночник размножается с помощью крошечных отделяющихся бутонов, называемых «геммами», которые формируются в виде маленьких чашечек на верхней стороне листьев мха и рассеиваются дождем, ветром или животными. Помимо этого, растение также участвует в половом размножении, переходя от вегетативного к летнему, когда дни становятся длиннее. «В ходе предыдущих исследований мы обнаружили ген, который участвует в формировании как чашечек, так и половых органов растения. Но было совершенно непонятно, что он делает, поэтому мы захотели узнать больше», — говорит Ишизаки.
В журнале New Phytologist команда университета Кобе сообщает, что растения, у которых отсутствует этот ген, как правило, не образуют вегетативных или половых репродуктивных органов, а в редких случаях формируют пустые коробочки в форме рюмки вместо обычно широких и неглубоких чашечек, поэтому ген назвали «рюмка». Это показывает, что он необходим для развития функционирующих репродуктивных структур. Изучая взаимодействие с другими генами, о которых известно, что они задействованы, учёные обнаружили, что «рюмка» подавляет развитие воздушных камер в листьях печёночника, чтобы освободить место для развития чашечки геммы, и способствует факторам, необходимым для появления половых репродуктивных органов, локализоваться в нужном месте.
Кроме того, Исидзаки и его команда обнаружили нечто удивительное. Они знали, что цветковые растения, которые намного сложнее, чем простая печеночница, имеют гены, связанные с «рюмкой», и происходят от того же гена, который был у предка всех наземных растений. Когда исследователи внедрили ген печеночницы в цветущее растение, они обнаружили, что он может компенсировать пробел, оставленный его более развитым родственником. Ишизаки объясняет: «Это говорит о том, что механизм, с помощью которого растения создают новые почки вдали от верхушки главного побега, может быть общим для всех наземных растений».
Это означает, что печёночный мох действительно является удобным модельным организмом для изучения важного в сельском хозяйстве процесса. Но у исследователя из Университета Кобе большие мечты: «В отличие от культурных растений, печеночница не требует почвы, ее можно выращивать в водяном паре. Мы изучаем возможность выращивания печеночников, у которых все тело непосредственно доступно в качестве пищевого ресурса. Это означает, что их можно использовать в качестве источника пищи даже в космосе». Ученый добавляет: «Мы также изучаем возможность использования печеночника в качестве организма для биопродукции ценных химических ресурсов, которая до сих пор практически ограничивалась бактериями и дрожжами. Инженерные технологии, которые мы разрабатываем, и знания о биологии растений, которые собираем, являются важным шагом в этом направлении».
СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: