Детство, или ювенильный период, имеется у всех клеточных форм жизни. Обычно этот период характеризуется невозможностью размножаться и активным ростом организма. Данная "механика" зародилась еще во времена появления первых клеток на Земле, и в таком же виде сохраняется у современных одноклеточных: после клеточного деления клетка должна нарастить достаточный объем, который должен как минимум быть не меньше объема материнской клетки перед делением, иначе объем будет постоянно сокращатьсяи в итоге станет настолько мал, что организм не сможет самоподдерживаться.
Есть, правда, одна группа существ, которые имеют иное понятие о росте после деления. Диатомовые водоросли (Diatomea) в большинстве своем имеют форму цилиндра или параллелепипеда из цитоплазмы, который прячется внутри мощного панциря, состоящего из двух створок, причем края одной створки находятся внутри диаметра краев другой. Когда водоросль делится, дочерним клеткам достается по одной створке. Каждая из них достраивает новую, чтобы создать полноценный панцирь. Однако проблема заключается в том, что достраивается всегда меньшая створка. Таким образом, только одна линия потомков имеет постоянные размеры, а все остальные вынуждены с каждым поколением становиться все меньше. Когда достигается критически малая масса, клетка превращается в гамету (да, у диатомей есть половое размножение) и с участием другой гаметы в процессе сложного преобразования перерождается в крупную клетку.
У многоклеточных, будь то животные, растения, грибы или некоторые особо высокоразвитые водоросли, добавляется новый уровень. Почти каждая их клетка имеет ювенильную стадию (в этот список не входят бластомеры, которые быстро дробятся, не дожидаясь роста), а весь организм в целом также ее имеет, ведь для развития органов размножения и накопления достаточных для размножения ресурсов требуется время.
У цитрусовых, плодовой культуры и одновременно объекта научного изучения, ювенильный период длится примерно 6-20 лет с момента прорастания. Это довольно долгое время. Крупные цитрусовые плантации, работающие уже давно, могут давать стабильный урожай каждый год за счет разного возраста деревьев, которые по большей части уже зрелые, но на новых плантациях, где каждое растение еще молодое, необходимо ждать. К тому же, такой большой срок существенно замедляет традиционные методы селекции. Поэтому сокращение ювенильного периода и попытки добиться раннего цветения всегда были важными целями селекции цитрусовых.
Предыдущие исследования показывали, что белок растений Flowering Locus T (сокращенно FT) имеет роль флоригена, то есть вещества, под влиянием которого начинается цветение. Это своеобразный растительный гормон, синтезирующийся в листьях.
Исследование
В недавней работе, кою опубликовали исследователи сельскохозяйственного университета Хуажонг, сообщается о передвижении FT в побегах трехлистного апельсина (Citrus trifoliata) и о его низкой концентрации в молодых растениях.
Сначала они заставили гены FT сверхэкспрессироваться, то есть необыкновенно сильно проявлять себя, у арабидопсиса (модельного объекта изучения растений) и вышеупомянутого апельсина. У обоих растений наблюдалось раннее цветение. Затем раннецветущие мутанты были использованы в качестве подвоев и привоев для нормальных растений, чтобы проверить, может ли FT транспортироваться на большие расстояния.
Результат оказался неожиданным. Раннецветущие подвои не оказали существенного влияния на цветение нормальных растений. При детальном рассмотрении выяснилось, что черенки нормальных растений, привитые на раннецветущие растения, демонстрировали крайне низки уровень FT, который был даже ниже, чем у ювенильных побегов. Вероятно, это связано с тем, что с точки зрения привитого черенка экзогенный (поступивший извне) FT тормозит выделение собственного FT, из-за чего черенок вообще не зацветет.
Итог
- Созданы раннецветущие трехлистные апельсины и арабидопсисы.
- Выяснено, что прививание нормального черенка на раннецветущую базу не изменяет времени цветения этого черенка.
Оригинальная статья (Horticulture Research)
#садоводство #ботаника #цитрусовые #биология #наука #плодовыедеревья #генетика