Българска връзка в разкриване на ключовата роля на етилена за растежа на растителните тъкани. Могат ли растенията да кажат: „Епидермисът ме стяга….трябва да намаля етилена или да спра растежа!”

Наскоро в едно от най-реномираните научни списания Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS). беше публикувана статия за ключовата роля на растителния хормон етилен за контрола на растежа на растенията. Първи автор в публикацията на групата на Доминик Ван Дер Страатен от Лабораторията за Функционална Растителна Биология на Фламандския Университета в Гент, Белгия е нашата колежка от Института по физиология на растенията и генетика ( ИФРГ) доц.д-р Ирина Васева!

Това е голямо постижение! Твърде рядко, да не кажем нещо повече –PNAS публикува статии с първи автор от нашата страна в областта на растителната биология!

Остава да парафразираме класиците – тази година в PNAS с публикация от чужда лаборатория, догодина – от наша!

За какво става дума? Авторите на изследването показват, че етиленът играе ролята на пощальон, който доставя съобщенията за промените в околната среда “на прага” на растенията!

етилен

Общоизвестно е, че оптималният растеж и развитие на растенията е от изключителна важност за съвременното земеделие. Климатичните модели за следващите десетилетия прогнозират в световен мащаб все по-чести екстремни явления (наводнения, слани, продължителни периоди на засушаване и високи температури) с пагубни последствия за земеделието. Ето защо изучаването на механизмите, за справяне с неблагоприятните условия са важни и от екологична, и от икономическа гледна точка.

Растежът и развитието на растенията зависят от хормоналните сигнали приемани от отделни типове клетки, където биват трансформирани в сложни ответни реакции, задвижващи множество физиологични процеси.

За разлика от останалите растежни регулатори (растителни хормони), етиленът е сравнително проста хидрофобна молекула, която може да навлиза в клетките чрез дифузия. Поради това, изучаването на клетъчната специфичност на действието на  етилена е много важно и едновременно – истинско предизвикателство!

Посредством тъкано-специфична експресия на два белтъка, отрицателни регулатори на сигналния път на етилена, е постигнато избирателно блокиране на неговите сигнали в отделни видове клетки без това да влияе върху локалната биосинтеза на хормона. Този генно-инженерен подход разкрива, че сигналите постъпващи от околната среда се „улавят” от етилена „на входа” на растението т.е. в епидермиса, а растеж-инхибиращото му действие се осъществява посредством подтискането на ауксиновите въздействия в най-външния клетъчен слой.

Това се отразява върху нарастването на клетките и на вътрешните тъкани. С други думи, епидермисът не само „облича” растенията, но и ги „стяга” като ги кара да намалят растежа си при неблагоприятни условия!

Определянето на епидермиса като основно място за възприемане на етиленовите сигнали разкрива широки перспективи за разработването на нови биотехнологични стратегии! Чрез прецизиран тъкано-специфичен контрол над регулацията на растежа на растенията ще стане възможно както подобряването на устойчивостта към стрес, така и агрономичните характеристики на икономически важни култури.

Vaseva I. et al., The plant hormone ethylene restricts Arabidopsis growth via the epidermis PNAS April 24, 2018. 115 (17) E4130-E4139; published ahead of print April 11, 2018. https://doi.org/10.1073/pnas.1717649115

Share on FacebookShare on Google+Tweet about this on TwitterShare on LinkedInPrint this page