Ученые объяснили, почему растения зацветают раньше при повышении температуры

Группа исследователей из нескольких университетов Европы обнаружила новый механизм, с помощью которого растения воспринимают температуру. Авторы считают, что эти результаты могут помочь найти решения для противодействия некоторым проблемам, вызванным ранним цветением и плохим ростом сельхозкультур на фоне изменения климата.

Повышение температуры губительно сказывается на растениях, которые при более высоких температурах раньше зацветают и ускоряют репродуктивный процесс, снижая урожайность. 

Чтобы понять этот процесс, исследователи изучают циркадный ритм растений, который контролирует рост и обмен веществ. Ключевой белок в этом механизме называется Early Flowering 3 (EFL3). Он реагирует на различные сигналы окружающей среды, включая свет и температуру, чтобы регулировать экспрессию определенных генов, определяющих рост и цветение растений.

Используя модель растения Arabidopsis thaliana, исследователи обнаружили, что при повышении температуры белок ELF3 проходит процесс, называемый разделением, и может существовать в двух жидких фазах. 

Белок ELF3 по правилам должен находиться в растворе, а это значит, что его нельзя изучать с помощью рентгеновской кристаллографии. 

Вместо этого авторы использовали технологию рассеивания рентгеновских лучей для обнаружения неупорядоченной структуры белка.

Так называемый прионоподобный домен образует большой олигомер, который является ключевым для фазового разделения. В олигомере содержится около 30 копий белка, образующего форму шара, который действует по принципу каркаса и служит для взаимодействия с другими белками в растении. Как только ученые повысили температуру воздействия на прионоподобный домен, белки ELF3 объединились и сформировали жидкую фазу, постепенно упорядочившись в структуре.

Ученые отмечают, что если у них получится вычислить фазу, на которой происходит разделение белковой структуры на фоне повышения температуры, им в конечном счете удастся отсрочить преждевременное начало цветения растений на фоне чрезмерно высокой температуры.

Последующие опыты будут проводиться на тестовом растении Arabidopsis thaliana, однако специалисты не исключают, что в будущем их исследование перейдет на другие сельскохозяйственные культуры, которые генетически сложно адаптируются к выращиваю в более жарких климатических условиях.

Подготовлено по материалам сайта www.europeanscientist.com.