Команда исследователей из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана и Технического университета Мюнхена выяснила, как временной контроль одного гена решает сразу два проблемы во время созревания клубники.
Сочный красный цвет спелой клубники нравится не только людям, он также служит сигналом приманки для животных, которые помогают растению распространять семена.
Когда птицы и млекопитающие питаются фруктами, вместе с экскрементами непереваренные семена клубники оказываются на новых угодьях.
Однако пока плод еще не созрел и находится в фазе роста, привлекать к себе внимание непродуктивно. Кроме того, развивающейся ягоде приходится бороться и с патогенами и вредителями.
Доктор Тило Фишер с кафедры биохимии и физиологии растений в LMU и профессор Уилфред Шварб из Центра жизни и Наук о питании при Техническом Университете Мюнхена решили внимательнее присмотреться к тому, как же происходит у ягод этот сдвиг от отталкивания от себя существ к привлечению к плоду.
О результатах ученые сообщают в журнале «New Phytologist», выяснилось, что ключевую роль в «переключении» играет фермент антоцианидиновой редуктазы.
Если говорить в рамках понятий ботаники, клубника это ни ягода, ни фрукт. Мякоть ее плодов, которую мы едим, по сути модификация от точки роста апикальных клеток, из которого развивается цветок.
В ее поверхность встроены желтые «семенники», которые и являются настоящим фруктом с жестким семенем и внешним слоем оболочки. Во время фазы роста плода фермент антоцианидиновой редуктазы способствует синтезу метаболитов в зеленых плодах, известных как проантоцианидины.
Эти соединения в свою очередь помогают защищать развивающийся внешний плод от хищников, патогенов, абиотических стрессов. Когда же семена созревают, ген выключается.
Это включает механизм, при котором предшественники проантоцианидинов могут использоваться только для создания антоцианов, красных пигментов , которые и дарят зрелому плоду его заманчивый цвет.
В своем исследовании Тило Фишер и Уилфред Шваб в сотрудничестве с Институтов Юлия Куна неподалеку от Дрездена, остановились на выключении функции генов антоцианидиновой редуктазы во время роста плода.
Вмешательство в естественный процесс привело к появлению красных пятнышек на цветах, а также производству антоциантов в незрелых фруктах.
Это открытие означает, что защитные свойства генов антоцианидиновой редуктазы также важны и для самого цветка, — рассказывает тило Фишер.
При помощи открытой нами модели реагирования ягоды можно будет провести более подробный анализ работы проантоцианидинов в растениях, — делится Уилфред Шваб.
Открытие ученых представляет немалый интерес и для фермеров, разводящих клубнику, потому что время «переключения» между отпугиванием вредителей и началом красной пигментации не только контролирует количество плодов на кусте, но также и помогает точнее высчитывать количество требуемых для обработки растений защитных химикатов.
