Ученые раскрыли механизм коммуникации почек растений для формирования архитектуры ветвления

Пазушные почки расположены у основания каждого листа. Изначально спящими, каждая может вырасти в ветвь. Для изучения регуляции ветвления через локальные сигналы внутри почки и системные сигналы от других почек использовались стеблевые секции с двумя пазушными почками и связанными листьями (слева). Эта сигнальная сеть влияет, например, на то, будет ли одна почка расти и быстро подавлять другую (в центре), или обе почки будут расти одновременно (справа). Автор: Зои Нахас

Ученые из Кембриджского университета продемонстрировали, как локальные сигналы в почках растений связываются с общерастительными гормональными потоками для контроля ветвления. Это открытие может иметь значение для будущего улучшения сельскохозяйственных культур.

В основе каждого листа находится крошечный кластер стволовых клеток, известный как пазушная меристема, способный вырасти в новую ветвь. То, остаются ли эти меристемы спящими или начинают расти, зависит от сочетания сигналов окружающей среды.

Ключевым регулятором является транскрипционный фактор BRANCHED1 (BRC1), который действует локально внутри отдельных почек, подавляя их рост. Новое исследование показывает, что BRC1 способствует системной регуляции ветвления побегов, изменяя экспорт растительного гормона ауксина из почки в основной стебель.

2-узловые экспланты захватывают ключевые свойства регуляции почек. Автор: PLOS Biology (2025). DOI: 10.1371/journal.pbio.3003395

Исследование сочетает математическое моделирование с измерениями роста почек, показывая, что локальные различия в экспрессии BRC1 между почками помогают определить, какие почки более конкурентоспособны, в то время как системные свойства транспорта ауксина устанавливают общее количество ветвей, которое растение может поддерживать.

Доктор Зои Нахас, первый автор исследования, отметила: «Наше главное открытие заключается в том, что, модулируя транспорт ауксина, локальная экспрессия BRC1 в каждой почке может способствовать системному контролю ветвления».

Профессор Оттолин Лейзер, старший со-руководитель исследования, добавила: «Растения обладают необычайной гибкостью в своем росте, и ветвление является ключевой частью этой адаптируемости».

Это новое фундаментальное понимание того, как локальные и системные сигналы интегрируются в ветвлении растений, может помочь ученым разработать новые стратегии для оптимизации урожайности, устойчивости и использования ресурсов сельскохозяйственных культур.