Mail.RuПочтаМой МирОдноклассникиИгрыЗнакомстваНовостиПоискВсе проекты
28 февраля 2010, источник: РИА Новости

Ученые выяснили, как растения определяют, куда тянуть корни и ростки

МОСКВА, 28 фев — РИА Новости. Ученые выявили семейства генов, «противоборство» которых определяет правильный рост подземной части, корня растения, и его ростка над землей, что в конечном итоге может быть использовано в сельском хозяйстве для производства продовольствия, сообщается в статье исследователей, опубликованной в сегодняшнем выпуске журнала Nature.

«Так как стволовые клетки растений приводят к появлению всех их съедобных частей, понимание того, как регулируются генами их рост и функционирование может быть напрямую применено для модификации архитектуры растений и увеличения продовольственной эффективности сельскохозяйственных культур», — сказал Джефри Лонг (Jeffrey Long), ведущий автор исследования из Солковского института биологических исследований в США, слова которого приводит пресс-служба этой научной организации.

В процессе эмбрионального развития растения формируются две группы стволовых клеток, одна из которых дает начало всем надземным органам растения — стеблю, листьям, цветкам и так далее, — а вторая определяет развитие корневой системы.

Лонгу и его коллеге Закери Смиту (Zachery Smith) из Калифорнийского университета в Сан-Диего, удалось показать, как противостояние двух групп генов, оказывающих действие на работу других генов, приводит к формированию ориентированной геометрии растения с корневой системой на одном конце и зелеными побегами — на другом.

Свое открытие ученые совершили в процессе изучения работы гена TOPLESS, названного так потому, что нарушения в его работе приводят к развитию у растения развивает двух корневых систем — одной там, где ей и положено быть, а второй — на том месте, где должен развиваться зеленый стебель.

Оказалось, что TOPLESS кодирует белок, который оказывает подавляющее действие на гены, приводящие к развитию корня на месте побега. В своей новой работе ученые установили, что этими генами являются гены PLETHORA 1 и 2, которые и раньше были известны ученым как гены, определяющие отличие популяции стволовых клеток корневой системы от стволовых клеток, которые определяют развитие надземной части растения.

«Если ген TOPLESS не “держит” эти гены в выключенном состоянии, они переключают работу других генов таким образом, что в верхней части растения также образуется корневая система», — пояснил Лонг.

В процессе работы с десятками тысяч мутантных растений ученые установили, что генетическими факторами, отвечающими за рост стебля и остальной надземной части растений является ген PHABULOSA из группы CLASS III HD-ZIP.

Его искусственная активация в стволовых клетках корневой системы — там, где развитием клеток правят гены PLETHORA, — в экспериментах ученых приводила к появлению на свет растений с двумя стеблями на концах.

Дальнейший анализ показал, что эти две группы генов, PLETHORA и HD-ZIP III, являются антагонистами, подавляющими работу друг друга в клетках. Их активность тщательно контролируется другими генами для правильного разделения зародыша на корневую и надземную части.