Биологи узнали, как растения определяют время для начала цветения

Швейцарские ученые показали, что цветение стимулируется ультрафиолетом и подавляется белком RUP2, а их баланс определяет конкретный момент, в который растение распустит цветы.

«Каждому фрукту свой сезон» — и растения действительно с замечательной точностью чувствуют момент и для сбрасывания листьев, и для роста, и для цветения. Вовремя раскрытые цветки позволяют поработать опылителям, дают возможность семенам созреть и упасть в землю в подходящих погодных условиях. Поэтому ученые с большим интересом ищут факторы, влияющие на момент начала цветения, и механизмы, которые его запускают.

Новые детали этой любопытной истории нашли Роман Ульм (Roman Ulm) и его коллеги из Университета Женевы, статья которых опубликована в журнале Genes & Development. Ученые отметили, что ключевой показатель, на который ориентируются растения, — продолжительность светового дня, и в ходе лабораторных экспериментов показали, что для этого они воспринимают лучи среднего ультрафиолетового диапазона (UV-B), присутствующие в солнечном свете, но отсутствующие в искусственном освещении.

Авторы показали, что УФ-лучи способны запускать цветение у резуховидки Таля — популярного у биологов модельного растения — вне зависимости от сезона. Они стимулируют выработку белка FT, который поступает в растущие ткани меристемы и служит для ее клеток своего рода «гормоном цветения». Однако ему противодействует другой регуляторный белок, RUP2, который подавляет синтез FT. В самом деле, резуховидки, у которых работа RUP2 была искусственно нарушена, могли цвести в любой момент, как только получали минимальную дозу UV-B-лучей.

Однако если ультрафиолета становится достаточно много, то и у нормального растения клетки, содержащие чувствительные к UV-B рецепторы, начинают производить такое количество «гормона цветения», что ингибитора RUP2 оказывается уже недостаточно для его действия. Точный баланс между регуляторными молекулами RUP2, с одной стороны, и ультрафиолетом — с другой, и позволяет растениям верно выбирать момент для цветения. Такой механизм оставляет и пространство для маневра и смены времени цветения в случае, если внешние условия сильно изменятся и растениям придется адаптироваться к новой жизни.