Іспанським генетикам вдалося досягти цілодобового росту рослин

Іспанські біологи відкрили ланцюг генів, що зв’язує гени росту і “біогодинник” рослин, і змінили її роботу у ДНК родича капусти таким чином, що він почав рости протягом всього дня і ночі.

“Ми виявили, що білки PRR відповідають не тільки за роботу внутрішнього “годинника” рослин, а й за придушення генів, пов’язаних з їхнім зростанням. Тепер ми знаємо, як біоритми впливають на ріст рослин, що вкрай важливо з агрономічної точки зору”, – розповідає Гіомар Мартін з Центру агрікультурної геноміки у Барселоні.

Гени, що визначають добові ритми людського організму, були виявлені ще в 90-х роках минулого століття. Аналогічні гени присутні в геномах всіх рослин і тварин. Ці ділянки ДНК керують безліччю процесів – часом сну і неспання, розкриття квіток, пошуку їжі та інших періодичних явищ в житті живих істот, – пише РИА.

Вчені досить давно намагаються знайти ділянки ДНК, що зв’язують біоритми і гени росту в геномах представників флори, оскільки їхнє відкриття дозволить створити сорти сільськогосподарських культур “які ростуть вічно” і вирішити проблему голоду. Мартін і його колеги зробили перший крок до вирішення цього завдання, створивши перший “сорт” арабидопсиса (Arabidopsis thaliana), дикого родича капусти, з подібними модифікаціями ДНК.

Арабідопсис, як і багато інших рослин, збільшується у довжину переважно вдосвіта, коли рівень вологи у грунті та повітрі оптимальний для росту, і майже не змінюється вдень та першу половину ночі. Процесом його зростання “диригує” ген і білок PIF, чиї молекули розпадаються під дією світла і накопичуються у клітинах рослин під час ночі. Вчені вже кілька років роздумують, чому PIF змушує стебло арабидопсиса рости тільки у досвітні години, попри те, що його концентрація стає високою відразу після заходу Сонця.

Два роки тому, як зазначає Мартін, його колеги по центру розкрили незвичайний зв’язок між концентрацією PIF та іншим білком, молекулою PRR1, однією з безлічі компонентів “біогодинника” рослин. Коли частка PRR1 у клітинах рослин була максимально високою, “сигнал зростання” у них був майже повністю відсутній, і навпаки – коли в клітинах присутні молекули PIF, активність “біогодинника” максимально знижувалася.

Використовуючи напрацювання колег, Мартін і його команда спробували з’ясувати, якими ланцюжками генів керують і PIF, і PRR1, і спробували знайти їх, спостерігаючи за змінами у рівні активності різних генів у різний час доби.

Як виявилося, за ріст стебла арабидопсиса відповідає всього один ген, CDF5, роботу якого стимулює PIF і пригнічує PRR1 та ряд інших білків і генів, пов’язаних з функціонуванням біоритмів рослин. Коли вчені змінили структуру CDF5, арабідопсис почав рости протягом усієї доби, завдяки чому довжина стебла такої ГМО-рослини була приблизно в 1,5-2 рази більше, ніж у його диких родичів.

Генетики припускають, що біогодинник аналогічним чином керує роботою інших генів, що відповідають за ріст стебла, коренів, плодів і квітів. Їхня модифікація дозволить підвищити врожайність сільськогосподарських культур і зробити флору більш привабливим джерелом біомаси для виробництва палива та хімікатів.

загрузка...
Загрузка...

Реклама

загрузка...

Поширюйте матеріал

Загрузка...