Проф. Айв Де Смет и его команда исследуют, как растения справляются с изменяющимися условиями окружающей среды, особенно с экстремальными температурами и стрессом от засухи. Проф. Том Бекман и его команда исследуют, как (боковые) корни эволюционировали и развивались.
У растений все время образуются новые органы. Для этого необходимо строгое регулирование того, когда и где образуется новый орган, а также того, как клетки, составляющие этот орган, должны расти и делиться.
Чтобы исследовать формирование органов у растений, исследователи использовали ветвление корней в качестве модельной системы. Этот процесс происходит непрерывно вдоль растущего корня, бесконечно увеличивая корневую систему, и требует чрезвычайно тонкой координации асимметричных клеточных делений в клетках, которые могут дать начало новым корням, вместе с синхронизацией процессов в окружающих тканях.
Это гарантирует, что корни будут расти наилучшим образом, чтобы использовать питательные вещества и воду в почве.
Доктор. Рамакришна (Ноттингемский университет), который является первым автором исследования, объясняет, как команда обнаружила новый компонент, с помощью которого растения контролируют это: «Чтобы определить новые факторы, участвующие в управлении ветвлением корней, мы исследовали, какие гены экспрессируются на ранней стадии развития. этапы процесса. Это привело к идентификации фермента, модифицирующего клеточную стенку – молекулы, которая регулирует химические реакции, – который контролирует деление клетки, ведущее к росту нового корня.
Мутации в гене, кодирующем этот фермент, привели к набуханию клеток корня, которое приводит к появлению нового бокового корня, а также к последующим дефектам в первых асимметричных делениях клеток во время формирования корневых ветвей."
Эти результаты показывают, что очень жесткое регулирование размера клеток влияет на положение делений клеток и, следовательно, на расположение и рост новых корневых ветвей. Идентификация фермента клеточной стенки, действующего во внеклеточном пространстве, опосредующего деления стволовых клеток растений, предполагает, что нам необходимо принять во внимание гораздо более широкий спектр белков в наших будущих поисках, чтобы распутать процесс ветвления корней.
Проф.
Том Бикман (VIB-UGent) добавляет: «Идентификация этого фермента – только первый шаг. Следующая задача – выяснить, как эти модификации клеточной стенки контролируют размер клетки и как это координируется с другими молекулярными процессами во время ветвления корня."
Проф. Ив Де Смет (VIB-UGent) продолжает: «В конечном счете, мы стремимся понять, как растения реагируют на постоянно меняющуюся среду.
Улучшение корневой архитектуры может способствовать стабилизации урожайности растений в неблагоприятных условиях окружающей среды."
Это исследование и новые направления исследований, которые оно открывает, могут привести к инновационным методам улучшения корневой архитектуры в пользу более высоких урожаев и растений, более устойчивых к засухе и стрессу, вызванному питательными веществами.