Ученые из Лейденского и Вагенингенского университетов (Нидерланды), Католического университета Лёвена (Бельгия), Сельскохозяйственного университета Пешавара (Пакистан) обнаружили, что ген AHL15 в геноме растений способен превращать однолетние растения в многолетние.
«Растения имеют точки роста на своих стеблях. Это группы стволовых клеток, которые могут образовывать новые стебли с листьями или цветами, — говорит профессор Ремко Оффринга (Remko Offringa) из Института биологии Лейденского университета. — У многолетних растений некоторые из этих точек роста остаются вегетативными, поэтому после цветения растение может продолжать расти в следующем сезоне. У однолетних растений этого не происходит, и растение умирает. Мы обнаружили ген, который определяет, останутся ли точки роста растения вегетативными после цветения».
Ученые проводили эксперименты с арабидопсисом, или резуховидкой Таля (Arabidopsis thaliana). Геном этого растения очень короткий, он содержит всего около 157 миллионов пар нуклеотидных оснований, поэтому арабидопсис стал удобным объектом для генетических исследований. В 2000 году арабидопсис стал первым растением, чей геном был полностью секвенирован. На данный момент определены функции более двадцати тысяч генов арабидопсиса.
Арабидопсис — однолетнее растение с очень коротким вегетационным периодом. Его цикл развития занимает всего шесть недель. После того как завяжутся семена, растение погибает. Но Ремко Оффринга и его коллеги значительно усилии экспрессию гена AHL15 у подопытных растений, поэтому арабидопсис продолжал расти после цветения и мог цвести несколько раз. Когда же ученые отключили этот ген, продолжительность жизни растений сократилась.
«Открытие этого гена расширяет фундаментальные знания об жизненном цикле растений и их старении, — рассказывает профессор Оффринга. — Этот ген также может дать ответы на вопрос, почему в ходе эволюции некоторые виды стали однолетними, а другие — многолетними. Многие продовольственные культуры, такие как рис и пшеница, являются однолетними. Сохранение вегетационных точек у них позволило бы растениям продолжать расти после сбора урожая. Это даст возможность получить несколько урожаев, посадив растения один раз. При выращивании таких растений вспашка будет проходить реже. В результате биом почвы останется нетронутым, что хорошо сочетается с устойчивым производством в сельском хозяйстве».
Результат исследования опубликован в журнале Nature Plants.
