Середа, 01 грудня 2021

Навчання

Що, та як - приходять одночасно

Розвиток кореневої системи рослин

«Оскільки стовбурові клітини рослин призводять до появи всіх їх їстівних частин, розуміння того, як регулюються генами їх зростання і функціонування може бути безпосередньо застосовано для модифікації архітектури рослин і збільшення продовольчої ефективності сільськогосподарських культур», - сказав Джефрі Лонг (Jeffrey Long), провідний автор дослідження з Соло У процесі ембріонального розвитку рослини формуються дві групи стовбурових клітин, одна з яких дає початок всім надземним органам рослини - стеблю, листям, квіткам і так далі, - а друга визначає розвиток кореневої системи.


Лонгу і його колезі Закері Сміту (Zachery Smith) з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго вдалося показати, як протистояння двох груп генів, що чинять дію на роботу інших генів, призводить до формування орієнтованої геометрії рослини з кореневою системою на одному кінці і зеленими втечами - на іншому. Своє відкриття вчені зробили в процесі вивчення роботи гена TOPLESS, названого так тому, що порушення в його роботі призводять до розвитку у рослини розвиває двох кореневих систем - однієї там, де їй і належить бути, а другої - на тому місці, де повинен розвиватися зелений стебель.

Виявилося, що TOPLESS кодує білок, який надає переважну дію на гени, що призводять до розвитку кореня на місці втечі. У своїй новій роботі вчені встановили, що цими генами є гени PLETHORA 1 і 2, які і раніше були відомі вченим як гени, що визначають відмінність популяції стовбурових клітин кореневої системи від стовбурових клітин, які визначають розвиток надземної частини рослини. «Якщо ген TOPLESS не» тримає «ці гени у вимкненому стані, вони перемикають роботу інших генів таким чином, що у верхній частині рослини також утворюється коренева система», - пояснив Лонг.

У процесі роботи з десятками тисяч мутантних рослин вчені встановили, що генетичними факторами, що відповідають за зростання стебля і решти надземної частини рослин є ген PHABULOSA з групи CLASS III HD-ZIP. Його штучна активація в стовбурових клітинах кореневої системи - там, де розвитком клітин правлять гени PLETHORA, - в експериментах вчених призводила до появи на світ рослин з двома стеблями на кінцях.

Подальший аналіз показав, що ці дві групи генів, PLETHORA і HD-ZIP III, є антагоністами, які переважають роботу один одного в клітинах. Їх активність ретельно контролюється іншими генами для правильного поділу зародку на кореневу і надземну частини.

Найпопулярніше на сайті