Генетики нашли скрытый механизм формирования формы органов растений
Ученые выяснили, что форма стеблей, плодов и семян растений может задаваться не только наружными тканями, как считалось раньше. Важную роль играют глубокие внутренние слои, где меняется направление деления клеток.
Источник: Новости науки.
МОСКВА, 9 июля /Новости науки/. Британские биологи выяснили, что внутренние ткани растений могут играть ключевую роль в формировании формы их органов.
Открытие меняет представления о том, как растения «строят» листья, стебли, плоды и семена. Долгое время считалось, что главную роль в этом процессе играют наружные слои — например, эпидермис, который сдерживает или направляет рост внутренних тканей. Новая работа показывает, что важные сигналы могут идти из более глубоких слоев растения.
Ученые изучали модельное растение Arabidopsis и сосредоточились на генах, влияющих на толщину стебля. С помощью генного редактирования они нарушили работу генов, которые определяют ориентацию клеточного деления. Кроме того, исследователи помечали отдельные клетки и их потомков, чтобы проследить, как клетки делятся и как из этого постепенно складывается форма ткани.
В норме стебель начинает формироваться в области на верхушке растения, которая называется реберной меристемой. Там клетки в основном делятся под прямым углом к направлению роста стебля. Из-за этого внутренняя часть стебля напоминает пучок нитей, где каждая «нить» состоит из одного ряда клеток. Но у мутантных растений часть делений шла в другом направлении, и стебель становился толще, хотя его длина почти не менялась. Иными словами, неправильная ориентация деления добавляла новые клеточные «нити» в пучок и расширяла стебель.
Авторы считают, что эти данные могут быть важны для сельского хозяйства. Похожие гены связаны с формой плодов и семян — например, с различиями между круглыми и вытянутыми дынями, а также между широкими и тонкими зернами риса. Понимание этого механизма поможет лучше объяснить, как селекция и одомашнивание меняли внешний вид культурных растений.
Исследование опубликовано в журнале Current Biology. Следующим шагом ученые называют выяснение того, как именно изменение направления клеточного деления перестраивает механические свойства ткани и заставляет орган растения расти иначе.
Открытие меняет представления о том, как растения «строят» листья, стебли, плоды и семена. Долгое время считалось, что главную роль в этом процессе играют наружные слои — например, эпидермис, который сдерживает или направляет рост внутренних тканей. Новая работа показывает, что важные сигналы могут идти из более глубоких слоев растения.
Ученые изучали модельное растение Arabidopsis и сосредоточились на генах, влияющих на толщину стебля. С помощью генного редактирования они нарушили работу генов, которые определяют ориентацию клеточного деления. Кроме того, исследователи помечали отдельные клетки и их потомков, чтобы проследить, как клетки делятся и как из этого постепенно складывается форма ткани.
В норме стебель начинает формироваться в области на верхушке растения, которая называется реберной меристемой. Там клетки в основном делятся под прямым углом к направлению роста стебля. Из-за этого внутренняя часть стебля напоминает пучок нитей, где каждая «нить» состоит из одного ряда клеток. Но у мутантных растений часть делений шла в другом направлении, и стебель становился толще, хотя его длина почти не менялась. Иными словами, неправильная ориентация деления добавляла новые клеточные «нити» в пучок и расширяла стебель.
Авторы считают, что эти данные могут быть важны для сельского хозяйства. Похожие гены связаны с формой плодов и семян — например, с различиями между круглыми и вытянутыми дынями, а также между широкими и тонкими зернами риса. Понимание этого механизма поможет лучше объяснить, как селекция и одомашнивание меняли внешний вид культурных растений.
Исследование опубликовано в журнале Current Biology. Следующим шагом ученые называют выяснение того, как именно изменение направления клеточного деления перестраивает механические свойства ткани и заставляет орган растения расти иначе.
