Ночной кактус Epiphyllum oxypetalum, также известный как «Царица ночи» или «Ночной лотос», славится своими эффектными цветками, которые раскрываются после захода солнца и увядают к рассвету. За эти несколько часов растение должно привлечь ночных опылителей, и для этого оно использует мощный аромат, основным компонентом которого является гераниол — вещество с нежным запахом розы, благодаря которому оно широко используемое в парфюмерной промышленности.
Специалисты Сычуаньского университета обнаружили, что гераниол составляет более 70% от всех ароматических веществ, выделяемых цветком в пик цветения. Главными «производителями» аромата оказались лепестки и чашелистики. Но самое удивительное открытие касалось механизма производства этого вещества.
У большинства растений ароматические вещества типа гераниола синтезируются в специальных структурах клетки — пластидах. Однако Царица ночи пошла своим, уникальным путем. Ученые обнаружили, что ключевой фермент EoTPSa1, ответственный за производство гераниола, работает у этого кактуса не в пластидах, а в цитоплазме — основном содержимом клетки. Это как если бы завод по производству духов внезапно перенесли из специального цеха прямо в главный офис компании.
Более того, ученые выяснили, что кактус использует для синтеза аромата мевалонатный путь вместо традиционного для большинства растений метилэритритолфосфатного пути. Это альтернативный биохимический маршрут, который никогда раньше не наблюдался у кактусов при производстве цветочных ароматов.
Интересно, что растение очень быстро расщепляет свои запасы крахмала во время цветения, обеспечивая таким образом необходимую энергию и строительные блоки для массового производства ароматических веществ за короткое время ночного цветения.
«Это открытие раскрывает элегантную и эффективную стратегию, с помощью которой Epiphyllum oxypetalum создает свой фирменный аромат за удивительно короткое время», — отмечают авторы исследования. «Идентификация цитозольного пути биосинтеза гераниола бросает вызов давним представлениям о производстве монотерпенов в растениях».
Открытие имеет практическое значение для биотехнологии и селекции декоративных растений. Понимание этого уникального механизма может помочь в создании новых сортов растений с усиленным ароматом или в разработке более эффективных методов промышленного производства ароматических веществ. Кроме того, исследование раскрывает удивительные эволюционные стратегии растений, которые опыляются ночными насекомыми, и их химические способы коммуникации со своими опылителями.
Ранее биологи раскрыли тайны нектарных войн насекомых.
