Биология

Растение-паразит использовало для цветения чужие сигнальные белки

Kristian Peters/Wikimedia Commons

Группа ученых из Куньминского института ботаники Китайской академии наук и Института химической экологии Общества Макса Планка доказала, что австралийская повилика (Cuscuta australis) — лишенное листьев паразитическое растение — использует для цветения сигнальные белки растения-хозяина, к которому прикрепляется. В ходе адаптации к паразитическому образу жизни повилика утратила собственные гены, ответственные за цветение, однако интеграция в чужую сигнальную систему позволила ей цвести в наиболее благоприятный момент — одновременно с хозяином. Работа исследователей опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Время цветения растения контролируется процессами, происходящими в листьях. Листья улавливают сигналы окружающей среды, и при благоприятных условиях в них синтезируется сигнальный белок Flowering locus T (FT), который перемещается по сосудистой системе растения и стимулирует образование цветков. Исходя из этого возникает вопрос, как лишенное листьев паразитическое растение, такое как австралийская повилика, способно контролировать время своего цветения», — объясняет руководитель проекта, сотрудник Куньминского института ботаники Китайской академии наук Цзяньцян Ву.

В 2018 году его команда секвенировала геном C. australis и обнаружила, что в нем отсутствуют многие гены, необходимые для регуляции цветения. Ген FT у растения оказался псевдогеном — нефункциональным аналогом. Теперь ученые выдвинули гипотезу, что повилика использует сигналы цветения хозяина для регуляции собственного размножения. Чтобы подтвердить это, исследователи использовали генетически модифицированные растения-хозяев, в которых была нарушена экспрессия генов, кодирующих белок FT, что отразилось и на цветении повилики. Кроме того, они пометили FT зеленым флуоресцентным белком и проследили, как сигнал перемещался из клеток хозяина в клетки паразита.

В роду повилика насчитывается более 200 видов, встречающихся по всему земному шару. Эти паразитические растения, лишенные листьев и корней, внедряют в ткани своего растения-хозяина специальные органы — гаустории, с помощь которых высасывают питательные веществ. Лучшее время для размножения повилики — одновременно с хозяином. После его цветения ей может не хватить чужих ресурсов на свои цветы, а если повилика расцветет раньше хозяина, ее рост, вероятнее всего, преждевременно прекратится. В ходе эволюции паразитические растения утратили множество органов и функций, а вместе с ними и отвечающие за них части генома. Однако потеря генов цветения только способствовала паразитическому образу жизни, так как позволила повилике перехватывать и использовать в своих целях сигнальные белки хозяина, синхронизируя процессы цветения.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.