Исследователи обнаружили генетическую сеть, которая заставляет табак активно выпускать боковые побеги после удаления верхушки. Центральную роль в этом процессе, как показала работа, играет ген NtMADS91. Открытие может стать основой для создания сортов с контролируемой архитектурой куста, что позволит повысить урожайность и сократить трудозатраты в табаководстве.
В сельском хозяйстве верхушки табачных растений удаляют (вершкуют), чтобы направить ресурсы на развитие листьев. Однако эта процедура провоцирует рост пазушных почек, из которых развиваются боковые побеги. Они конкурируют с основными листьями за питательные вещества, снижая качество сырья, а их ручное удаление требует значительных затрат. Было известно, что процесс регулируют гормоны, но точные генетические механизмы оставались неясны.
Ученые изучили семейство так называемых MADS-box генов – ключевых регуляторов развития растений. В геноме табака их насчитали 118. Проанализировав активность генов после вершкования, команда выяснила, что экспрессия 60 из них заметно меняется. Дальнейшие исследования показали, что семь генов наиболее активны именно в пазушных почках.
Эксперименты подтвердили, что ген NtMADS91 напрямую стимулирует рост побегов. Растения табака, в которых искусственно повысили его активность, формировали больше боковых отростков, и они росли длиннее, чем у контрольной группы. При этом обработка растений гормонами, которые в норме подавляют ветвление, снижала экспрессию этого гена. Это указывает на его связь с гормональными путями регуляции.
Авторы работы, опубликованной в Plant Cell Reports, отмечают, что результаты пока предварительные. Чтобы подтвердить выводы, необходимы дальнейшие тесты, которые установят точную функцию гена. В перспективе это знание поможет селекционерам выводить сорта табака, не склонные к избыточному ветвлению, или разрабатывать новые агротехнологии для управления ростом растений.