Китайские ученые установили, что насыщенность фиолетового цвета у орхидей вида Dendrobium nobile зависит от активности одного гена. Он работает как переключатель, который направляет биохимические процессы в клетках лепестков по одному из двух альтернативных путей. Результаты исследования опубликованы в научном журнале BMC Plant Biology.
Специалисты из Сычуаньского сельскохозяйственного университета сравнили два сорта орхидей: один с темно-фиолетовыми лепестками, другой – со светло-сиреневыми. Под микроскопом строение лепестков оказалось идентичным. Однако химический анализ показал, что в темных лепестках концентрация красящих пигментов антоцианов была более чем вдвое выше, чем в светлых.
При этом общее количество флавоноидов – класса соединений, к которому относятся и антоцианы, – в светлых лепестках оказалось на 57% больше. Это навело исследователей на мысль, что клетки не перестают производить пигменты, а перенаправляют исходные вещества на синтез других соединений.
Комплексный анализ метаболитов и активности генов показал, что ключевую роль в этом процессе играет ген G8H. Когда он активно экспрессируется, в клетках синтезируются антоцианы, и лепестки приобретают глубокий фиолетовый оттенок. Если же активность G8H снижена, те же самые молекулы-предшественники идут на производство флавонолов – бесцветных или бледно-желтых веществ. В результате лепестки остаются бледными.
Такой механизм регуляции позволяет растению тонко настраивать окраску, не отключая полностью всю цепочку синтеза пигмента, а лишь меняя распределение ресурсов на ключевом этапе. По мнению ученых, открытие дает селекционерам инструмент для целенаправленного изменения окраски цветка. Воздействуя на ген G8H методами генной инженерии или подбирая растения с нужной его вариацией, можно будет с высокой точностью создавать сорта с лепестками желаемого оттенка. Dendrobium nobile ценится не только как декоративное, но и как лекарственное растение, и цвет является одной из его важных коммерческих характеристик.