Учёные раскрыли генетический механизм, который помогает растениям цвести в оптимальное время

Цветущая Arabidopsis thaliana. Автор: Институт Солка

Растения неподвижны, но мир вокруг них постоянно меняется. Чтобы расти и цвести в нужное время, растения должны постоянно собирать информацию об окружающей среде, измеряя такие параметры, как температура, яркость света и продолжительность дня. Однако до сих пор оставалось неясным, как вся эта информация объединяется для запуска конкретных процессов.

Учёные из Института Солка обнаружили генетический механизм, с помощью которого растения интегрируют информацию о свете и температуре для контроля своего цветения.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, исследователи обнаружили взаимодействие между двумя генетическими путями, которое сигнализирует о наличии как синего света, так и низкой температуры. Этот генетический модуль помогает растениям точно настраивать своё цветение под оптимальные условия окружающей среды.

В одном пути синий свет активирует синий световой рецептор PHOT2 с помощью белка-партнёра NPH3. В другом пути низкая температура окружающей среды позволяет транскрипционному фактору CAMTA2 усилить экспрессию гена EHB1. Важно, что EHB1, как известно, взаимодействует с NPH3, что помещает NPH3 в точку схождения сигналов синего света и низкой температуры. Эта генетическая архитектура эффективно работает как детектор совпадений, связывая наличие синего света и низкой температуры для управления переходом к цветению.

Исследование Института Солка описывает важный компонент роста, размножения и обработки информации растениями. Новооткрытый генетический модуль позволяет растениям точно контролировать своё цветение при низких температурах. Понимание этой системы теперь поможет Инициативе по использованию растений Института Солка оптимизировать рост сельскохозяйственных культур в меняющихся условиях окружающей среды.

Жёлтые стрелки указывают на области ко-локализации NPH3-EHB1 в листьях растений. Автор: Институт Солка

«Когда животным не нравится окружающая среда, они перемещаются, — говорит первый автор исследования Адам Селузицки, штатный исследователь Института Солка. — У растений нет такой возможности, поэтому они собирают как можно больше информации, чтобы понять свою среду и соответствующим образом реагировать. Мы обнаружили генетическую систему, которую растения используют для объединения информации о синем свете и низкой температуре для регулирования важного этапа их роста и размножения, что будет иметь важное значение для будущего производства продуктов питания».

Среди других авторов — Джоан Хлори из Института Солка. Эта рукопись посвящена Хлори, одной из самых влиятельных в мире биологов растений, которая скончалась 12 ноября 2024 года.

Больше информации: Adam Seluzicki et al, Genetic architecture of a light-temperature coincidence detector, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-62194-y

Источник: Salk Institute