С помощью томата с мутирующими генами исследователи из Японии обнаружили, что процесс развития плодов перестраивает их центральный путь метаболизма.
Исследователи из Университета Цукубы обнаружили, что процесс развития плодов у растений перестроил центральный путь метаболизма у томатов через повышенную чувствительность к растительному гормону гиббереллину.
В томатах процесс образования завязей и плодов запускается гормоном гиббереллином, а предшествует запуску опыление и оплодотворение.
«Опыление, как правило, является ключом к получению завязей, потому что оно стимулирует накопление гормонов роста растений, в том числе гиббереллина, внутри оплодотворенных клеток. Гиббереллины стимулируют такие аспекты развития растений, как завязывание плодов, и вызывают быстрый рост завязей», - говорит Тору Ариидзуми, ведущий автор исследования, профессор, пишет glavagronom.
Чтобы исследовать завязи в томатах, исследователи использовали технологию мультиомики. Специалисты изучили все РНК, белки и мелкомолекулярные метаболиты, образующиеся в процессе метаболизма, а также данные об активности ферментов. Кроме того, они использовали кинетическое моделирование, чтобы посмотреть на самые ранние процессы, которые происходят во время формирования плодов. Рост завязей во время формирования плодов измеряли с использованием томатов дикого типа и мутантов procera, которые гиперчувствительны к гиббереллину.
«Применение гормонов, таких как гиббереллин, а также генетические мутации в отрицательных регуляторных генах гормональных каскадов могут вызвать партенокарпию и запустить процесс формирования завязей, не зависящих от опыления», - говорит профессор.
Гиббереллины - это сигнальные молекулы, которые запускают каскады трансдукции сигналов, то есть активируют или подавляют нисходящие гены, ответственные за выполнение определенных процессов развития и роста.
«В нашем исследовании изучались биохимические механизмы завязывания плодов. Наш анализ позволил определить гены, белки, ферменты и метаболиты, на которые последовательно воздействовали как опыление, так и процедура индуцированная - партенокарпия», - утверждает автор исследования.
Специалист подчеркнул, что центральный метаболизм был последовательно перестроен.
Результаты этого исследования способствуют лучшему пониманию метаболизма плодов, что приведет к новым стратегиям производства. В частности, возможно разведение партенокарпических плодов, с отсутствующими косточками, усиление контроля за выживаемостью плодов на ранних стадиях развития.
