Ученые из Университета Билефельда в Германии обнаружили белок, который играет ключевую роль в переходе растений от ювенильной стадии к взрослой. Открытие уточняет прежние представления о жизненном цикле растений и в перспективе может помочь в селекции более урожайных сельскохозяйственных культур.
Долгое время считалось, что этот процесс регулирует в основном один механизм – микроРНК miR156. Однако исследование, опубликованное в BMC Plant Biology, показало, что белок AtGRP7 не только контролирует этот «главный переключатель», но и влияет на развитие растения независимо от него.
Эксперименты проводили на резуховидке Таля – модельном организме в биологии растений. Когда в клетках искусственно увеличивали количество белка AtGRP7, растение дольше оставалось в ювенильной фазе, но зацветало раньше. Напротив, растения с отключенным геном этого белка взрослели быстрее, а цвели позже. Таким образом, белок может разделять два процесса, которые обычно протекают согласованно, – вегетативный рост и переход к размножению.
Чтобы выяснить, как именно работает AtGRP7, исследователи определили, с какими молекулами РНК он связывается в живой клетке. Оказалось, что белок напрямую взаимодействует с предшественниками miR156 и тем самым контролирует её выработку.
При этом влияние белка на развитие растений не сводится только к управлению miR156. Анализ показал, что AtGRP7 действует и через другие, пока не установленные, молекулярные пути. Это указывает, что регуляторная сеть развития растений сложнее, чем предполагалось ранее.
Время перехода от юности к зрелости напрямую влияет на характеристики растения: структуру листьев, устойчивость к стрессам, накопление биомассы и в конечном счете урожай. Белок, который позволяет продлить фазу роста и одновременно ускорить размножение, представляет большой интерес для агрономии. Новые данные позволят в будущем целенаправленно изменять эти процессы у сельскохозяйственных культур.