Группа исследователей определила сложный молекулярный механизм, который заставляет редис – одну из ключевых овощных культур в Азии – преждевременно цвести. Этот процесс, известный как стрелкование, резко ухудшает качество корнеплодов и приводит к экономическим потерям. Результаты исследования, опубликованные в журнале Plant Direct, открывают путь к созданию новых сортов, устойчивых к нежелательному цветению.
Ученые изучили геном поздноцветущего сорта редиса на двух ключевых стадиях – вегетативного роста и начала цветения. Они проанализировали активность генов и регуляторных молекул, в частности длинных некодирующих РНК (днРНК) и микроРНК. Ранее считалось, что днРНК – это побочный продукт работы генома, но теперь известно, что они играют важную роль в управлении генами, хотя их функции в редисе до сих пор не были систематически изучены.
В ходе анализа исследователи выявили тысячи регуляторных молекул, активность которых менялась при переходе растения к цветению. Среди них – 263 днРНК и 38 микроРНК. На основе этих данных ученые построили сложную регуляторную сеть, которая показывает, как эти молекулы взаимодействуют друг с другом и с генами, непосредственно отвечающими за цветение. Это позволило увидеть целостную картину процесса на молекулярном уровне.
Ключевым элементом этой сети оказалась микроРНК под названием miR156. Она напрямую подавляет активность генов, запускающих цветение. Эксперименты подтвердили эту связь: искусственное повышение концентрации miR156 в клетках редиса замедляло работу генов цветения, а блокировка этой микроРНК, наоборот, их активировала. Таким образом, исследователи доказали, что miR156 выступает одним из центральных «переключателей» всего процесса.
Полученные данные дают селекционерам конкретные генетические маркеры для выведения сортов редиса с более предсказуемым и стабильным циклом развития. Это позволит избежать потерь урожая из-за преждевременного стрелкования. Кроме того, предложенный метод комплексного анализа генома может быть применен для изучения и улучшения других крестоцветных овощных культур.