Китайские ученые выяснили, почему у некоторых сортов гуавы листья приобретают фиолетовый цвет. Окраска оказалась результатом переключения метаболизма: растение перенаправляет ресурсы с производства одних соединений на синтез других. Результаты исследования опубликованы в научном журнале BMC Plant Biology.
Команда из Университета Шицзэхэ и Академии сельскохозяйственных наук провинции Гуандун сравнила два сорта гуавы: фиолетоволистный «Цзыгуо» и зеленолистный «Чжэньчжу». Ученые проанализировали химический состав листьев и активность генов в них, чтобы понять причину различий во внешнем виде.
Анализ показал, что в зеленых листьях преобладают проантоцианидины – дубильные вещества, которые отвечают за терпкий вкус и защищают растение. В фиолетовых листьях, напротив, накапливаются антоцианы – пигменты, придающие им характерный цвет. Таким образом, сорта отличаются не общим количеством производимых флавоноидов, а тем, как они распределяются между двумя конкурирующими ветвями биосинтеза.
На генетическом уровне это объясняется тем, что у фиолетового сорта подавлена активность генов, отвечающих за синтез проантоцианидинов. Из-за этого исходные вещества, которые могли бы пойти на их производство, используются для создания антоцианов. Кроме того, у фиолетовой гуавы активнее работают гены, которые переносят пигменты в клеточные вакуоли для накопления, и слабее – гены, транспортирующие проантоцианидины.
Исследователи пришли к выводу, что смена метаболического пути – это скоординированный процесс, которым управляют регуляторные гены, а не изменение в работе одного фермента. Понимание этого механизма может помочь селекционерам выводить новые декоративные сорта гуавы с улучшенной окраской. В более широком смысле работа важна для агрономии, поскольку флавоноидный обмен влияет на качество плодов, пищевую ценность и устойчивость к стрессу у многих сельскохозяйственных культур.