Цветение растений
Определение подходящего времени для цветения является важной задачей для успешного воспроизведения растения. При его решении необходимо учитывать многие факторы, в том числе последовательность взаимодействий, циркадные ритмы и количество солнечного света.
Ученые пытаются изучить как работает механизм цветения на примере простой растения, приведет их к пониманию того, как этот же ген работает в более сложных сельскохозяйственных культур — риса, пшеницы и ячменя. Это позволило людям научиться управлять временем цветения, и, тем самым, повысить урожайность культур. Кроме того, это позволило бы выращивать большее количество сырья для производства биотоплива.
Механизм цветения
В соответствующий период года растения, которые цветут, в своих листьях производят белок, известный как FLOWERING LOCUS T, который вызывает процесс цветения. После выработки белка он транспортируется от листьев до верхушки побегов, в место, где клетки разделяются по назначению — одни становятся листьями, а другие цветами. В верхушке побега этот белок инициирует молекулярные изменения, которые направляют клетки на путь превращения в цветы.
Изменение продолжительности дня многим организмам сообщает об изменении времени года. Издавна известно, что растения используют внутренний часовой механизм, известный как циркадный часы, для измерения изменений в продолжительности дней. Циркадный часы синхронизирует биологические процессы 24-часовых периодов у людей, животных, насекомых, растений и других организмов.
Недавно ученые открыли так называемый белок FKF1, который, как предполагалось, является ключевым звеном в механизме распознавания растениями изменений времен года и определении времени для цветения. Белок FKF1 является фоторс, поскольку активируется солнечным светом.
Общий механизм цветения выглядит так. Белок-фоторецептор FKF1 активируется только тогда, когда день длиннее и увеличивается количество солнечного света. После активации этот белок запускает механизм цветения, который включает в себя действие белка FLOWERING LOCUS T.
Эта система предохраняет растения от цветения в неблагоприятные периоды года, в частности зимой, когда дни короткие, а ночи длинные.
Новое открытие было сделано в работах по маленькой растением арабидопсиса семьи горчичных, которая часто используется в генетических исследованиях. Оно подтвердило прогнозы математической модели механизма, побудившим арабидопсиса к цветения, созданной профессором биологии Эдинбургского университета Эндрю Миллером.
Хотя в животных белки, участвующие в определении продолжительности для, не так досконально изучены, ученые все же надеются, что принцип этого механизма похож к растительному.