Почему листья и цветки располагаются на растениях столь закономерно и стабильно, несмотря на рост и влияние окружающей среды? Ответ кроется в сложных механизмах, регулирующих развитие растений. Ключевую роль среди них играют белки PLETHORA (PLT), пишет Phys.org.
Филлотаксис, определяемый как закономерное размещение листьев и цветков на стеблях, издавна привлекал внимание ботаников. Внешне эта организация подчиняется четким геометрическим законам, позволяющим оптимально распределять ресурсы света. При этом внутренняя природа механизмов, управляющих формированием и поддержанием филлотаксиса, оставалась неясной длительное время.
Сотрудники Вагенингенского университета совместно с голландской фирмой Rijk Zwaan провели исследования, раскрывающие механизм поддержания стабильности порядка в растениях. Для изучения были выбраны арабидопсис таля (Arabidopsis thaliana) и огурец. Оказалось, что поддержание стабильного порядка осуществляется благодаря взаимодействию нескольких ключевых элементов: генетического контроля, гормональной регуляции, механики тканей и темпов роста растений.
Первоначально ученые обратили внимание на эффект отключения трех белков PLT у арабидопсиса. Вместо ожидаемых изменений структуры органа они заметили лишь тонкие нарушения в спирали расположения листьев и цветков. Позже выяснилось, что нарушение стабильности обусловлено ускоренным развитием цветка и повышенной восприимчивостью к вращению стебля. Таким образом, PLT обеспечивают устойчивость филлотаксиса, предотвращая накопление небольших сдвигов положения, возникающих при росте.
Эти открытия вдохновили ученых продолжить изучение аналогичных процессов у огурца. Оказалось, что мутации в белках PLT приводят к значимым изменениям в структуре растений: нарушается формирование меристемы, изменяется структура стеблей и положение листьев.
Ожидается, что полученные знания станут основой для разработки технологий, позволяющих повысить эффективность агропроизводства в условиях переменчивого климата и условий возделывания культур. Понимание физиологии растений откроет путь к дальнейшему развитию аграрного сектора, гарантируя его устойчивость в будущем.
Ранее ученые подтвердили столетнюю гипотезу о светящихся в грозу растениях.
