Ученые из RIKEN обнаружили, что теплые температуры значительно усиливают регенерацию побегов кресс-салата. Они также раскрыли молекулярный механизм этого эффекта, который поможет оптимизировать регенерацию черенков растений как для научных исследований, так и для садоводства.
Как известно любому садоводу, кроме полового размножения путем опыления, растения можно клонировать черенками. Ученые-растения используют эту способность уже почти столетие, выращивая вырезки на средах, обогащенных гормонами роста.
Исследования изучали, как такие факторы, как температура, свет и влажность, влияют на регенерацию обрезков, вызванную гормонами. Но общая картина сбивает с толку, поскольку во многих исследованиях рассматривалось несколько факторов одновременно, и они не пытались связать результаты с лежащими в их основе молекулярными механизмами .
«Люди перепробовали все, что угодно, например, меняли температуру и влажность, ставили обрезки в темноте или на ярком свете », — говорит Кейко Сугимото из Центра исследования устойчивых ресурсов RIKEN. «Но это было довольно бессистемно — так же, как «давайте попробуем это и посмотрим, что произойдет». Не было никакого понимания задействованных молекулярных механизмов».
Ее команда стремится внести ясность в хаос. «За последнее десятилетие мы нанесли на карту ключевой молекулярный путь, который регулирует регенерацию растений», — объясняет Сугимото. «Теперь мы можем спросить, как такие факторы, как температура, влияют на этот путь».
Теперь Сугимото и ее коллеги, сравнив обрезки, выращенные при 17, 22 и 27 градусах Цельсия, обнаружили, что теплая температура способствует как образованию способной к регенерации ткани, так и последующей регенерации побегов у модельного растения Arabidopsis thaliana. «Влияние температуры было огромным», — говорит она.
Команда также определила гены , экспрессия которых усиливалась при более высоких температурах , что приводило к регенерации побегов. «Можно подумать, что на тепло влияет много-много генов , но оказывается, что лишь немногие гены имеют значение для регенерации побегов», — объясняет Сугимото.
Эти знания о молекулярном механизме регенерации теперь могут позволить достичь той же пользы без нагрева. «Теплая температура делает много вещей, не все из которых обязательно хороши для регенерации побегов», — отмечает Сугимото. «Но теперь, когда мы знаем молекулярный механизм, нам не обязательно менять температуру — мы можем просто настроить молекулярный путь, чтобы получить тот же эффект».
Статья опубликована в журнале Plant and Cell Physiology. Теперь команда намерена исследовать влияние температуры на регенерацию побегов у других растений. Они также хотят изучить такие факторы, как свет и влажность.
