Стебель томата с «воздушными корнями»

Учёные нашли гены, которые приводят к появлению «воздушных корней» у томата

Израильские учёные открыли в томате ранее неизвестные клетки, из которых вырастают «воздушные корни», а также определили группы генов, влияющих на этот процесс. Открытие позволит вывести новые сорта растений, более подходящие для размножения методом прививки.

Обычно корни растений ассоциируются с тем, что скрыто под землёй, в сырости и темноте — подумайте о картофеле, моркови и редьке. Тем не менее, бывают и такие растения, у которых корни находятся вне земли. К примеру, корни плюща позволяют ему прикрепляться к стенам зданий, а фикус использует их, чтобы поддерживать свои большие ветви. Даже у томата при определённых условиях из стеблей прорастают воздушные корни.

Но что позволяет растениям формировать корни в, так сказать, «неправильном месте»? Ответ на этот вопрос дала команда учёных из Еврейского университета Иерусалима (HU). В исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале Science, учёные описали, как разложили весь стебель томата на отдельные клетки и нашли среди них чрезвычайно редкие — они как раз и были ответственны за рост корней в воздухе.

«Внешне они похожи на другие растительные клетки, поэтому они так долго не поддавались обнаружению, — объяснил Идан Эфрони, профессор HU. — Мы использовали новые методы для тщательного скрининга тысяч клеток одна за другой. Мы знали, что, найдя клетки, которые могут образовывать корни, мы сможем найти и “переключатель”, который их включает».

Внимательно изучив открытые клетки, учёные отследили их в процессе создания меристемы (образовательной ткани растений, из которой создаётся в том числе корневая система) и обнаружили группы генов, активные прямо в точке перехода. Удалив одну из них при помощи технологии CRISPR, томат вдруг потерял способность создавать воздушные корни. А удалив ещё одну, которая в других исследованиях была идентифицирована как отвечающая за рост подземных корней, томат утратил способность образовывать вообще любые корни.

Проследив эволюцию этих генов, команда обнаружила, что многие основные культуры, такие как сладкий картофель, фасоль, помидоры, рис, кукуруза и пшеница, тоже обладают этой двойной системой контроля корней. Растения развили эту способность ещё на ранней стадии и никогда не забывали, как это делать.

«Способность создавать воздушные корни очень выгодна для растения, — сказал Эфрони. — В случае, если подземные корни затоплены или повреждены, растение может отрастить воздушные корни и пережить неблагоприятные условия».

Однако то, что полезно в природе, может оказаться проблемой для сельского хозяйства. Многие растения размножают методом прививки — когда от одного растения берётся подвой (стебель с корневой системой), а от другого привой (стебель с плодами или цветками). Это позволяет фермерам выращивать растения, устойчивые к почвенным заболеваниям. К сожалению, если привой вдруг начнёт создавать воздушные корни, то все усилия по прививке окажутся бесполезными.

Благодаря открытию израильских учёных селекционеры теперь знают, какие гены необходимо устранять из новых сортов, чтобы практика прививки была более эффективной.

Поделись
0 0 голоса
Рейтинг статьи
Подписаться
Уведомить о
guest
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии