Το Gene Network ελέγχει πόσα λουλούδια και φρούτα φυτά θα κάνουν σε παράθυρο κρίσιμης ανάπτυξης
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Plants, αναγνώρισε έναν κόμβο τριών κεντρικών γονιδίων που λειτουργούν ως κύριος διακόπτης για τον έλεγχο του χρονοδιαγράμματος και του αριθμού των παραγόμενων λουλουδιών. Η κατανόηση αυτής της διαδικασίας θα μπορούσε να οδηγήσει στην αύξηση της απόδοσης σημαντικών καλλιεργειών βασικών καλλιεργειών όπως το σιτάρι και το ρύζι.
Τα φυτά αντιμετωπίζουν μια συνεχή πρόκληση στην εξισορρόπηση της ανάπτυξης με την παραγωγή λουλουδιών και φρούτων. Πρέπει να διαθέσουν τους περιορισμένους πόρους τους μεταξύ της φυτικής ανάπτυξης και των αναπαραγωγικών δομών όπως τα λουλούδια και τα φρούτα ακριβώς την κατάλληλη στιγμή. Αυτό το συμβιβασμό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τις καλλιέργειες, όπου η απόδοση εξαρτάται από την επίτευξη ισορροπίας μεταξύ της παραγωγής επαρκών λουλουδιών και σιτηρών.
Η αναζήτηση των ερευνητών για τα γονίδια που ελέγχουν αυτή την ισορροπία τους οδήγησαν στο sepallata clade των γονιδίων, τα οποία είναι γνωστό ότι ρυθμίζουν την ανάπτυξη δομών λουλουδιών σε φυτά. Ανακάλυψαν ότι μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη που παράγεται από ένα από τα γονίδια sepallata, SEP3, ενεργεί ως κόμβος ενός δικτύου γονιδίων και μονοπατιών σηματοδότησης που ελέγχουν την ανθοφορία.
Οι ερευνητές εντόπισαν δύο άλλα γονίδια, FUL και SOC1, τα οποία λειτουργούν ως κύριοι διακόπτες παράλληλα με το SEP3. Αυτά τα γονίδια ρυθμίζουν την παραγωγή και την αντίληψη της φυτικής ορμόνης gibberellin, η οποία διεγείρει την ανθοφορία.
Για να προσδιοριστεί ο ρόλος του SEP3 στο δίκτυο πλήμνης, οι ερευνητές ανέπτυξαν φυτά με μειωμένα ή αυξημένα επίπεδα της πρωτεΐνης SEP3. Τα ευρήματά τους έδειξαν ότι το δίκτυο ήταν αξιοσημείωτα ισχυρό, με τα φυτά ικανά να διατηρούν σχετικά φυσιολογικά επίπεδα ανθοφορίας κάτω από ένα ευρύ φάσμα δραστηριοτήτων SEP3. Αυτό υποδηλώνει ότι το δίκτυο έχει εξελιχθεί για να εξασφαλίσει ισχυρή ανθοφορία, κρίσιμη για την αναπαραγωγή των φυτών και τις αποδόσεις των καλλιεργειών.
Ο Δρ Enrico Magnani, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Κέντρο John Innes και επικεφαλής συγγραφέας του εγγράφου, δήλωσε:"Η μελέτη μας αποκαλύπτει τους περίπλοκους μηχανισμούς με τους οποίους τα φυτά ελέγχουν το χρόνο ανθοφορίας, ένα χαρακτηριστικό της με απόλυτη σημασία για την ικανότητα των φυτών και την παραγωγικότητα των καλλιεργειών.
Η καθηγήτρια Dame Caroline Dean, ανώτερος ηγέτης της ομάδας στο Κέντρο John Innes και συν-συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε:"Αυτή η ανακάλυψη του κεντρικού κόμβου SEP3 στη ρύθμιση της ανθοφορίας παρέχει μια άνευ προηγουμένου ευκαιρία για να χειριστεί την ανάπτυξη και την ανάπτυξη των φυτών για τη βελτίωση των καλλιεργειών.
