Уральские биологи определили "крепость" растения на генетическом уровне

Исследователи УрФУ и Университета Внутренней Монголии (Хух-Хота, Китай) отследили, какие специфические изменения происходят на генетическом уровне цветов. Для эксперимента они взяли циннию изящную. Результаты исследования описаны в журнале Horticulturae.

Ранее процесс лигнификации (одревеснения) изучали преимущественно на злаках, рассматривали их устойчивость к наклону или полеганию. Сейчас ученые зашли с другой стороны и определили тип генов, ответственных за одревеснение, отследили, как меняются экспрессия этих генов и содержание фенольных соединений на разных этапах жизни растения.

Ученые отследили процесс лигнификации у всего стебля, то есть на разных этапах онтогенеза, при разном физиологическом возрасте растения. Это важно, так как в определенные периоды развития у него отличается состав фенолов. Эти процессы связаны с отложением вещества - лингина в клеточных стенках сосудов и волокон; в клетках коры или в центре стебля лингина нет.

"Во время развития растений происходят специфические изменения как на уровне клеток, тканей, целых органов, так и в обмене веществ и физиологических процессах. Они (изменения) контролируются на генетическом уровне и условиями внешней среды. В том числе приводят к формированию анатомо-морфологических структур, которые обеспечивают эффективное выполнение основных функций стебля - транспорт воды, минеральных веществ и фотосинтатов, удерживание побега в вертикальном положении", - поясняет соавтор работы, младший научный сотрудник лаборатории биотехнологии поддержания и восстановления компонентов природных и трансформированных биосистем УрФУ Анастасия Тугбаева.

Полученные учеными сведения можно будет использовать на сельскохозяйственных культурах, к примеру, на подсолнечнике и томатах. Кроме того, биологам удалось выяснить, что перед началом лигнификации разнообразие фенольных соединений - гидроксикоричных кислот - и их количество увеличивается, а позже - снижается. То есть перед тем, как начинается процесс одревеснения, фенольных соединений больше, и они разнообразней. Зная эти особенности двудольных, можно применять стебли растений для выделения этих соединений и последующего их использования в медицине (создание БАД с антиоксидантными свойствами и замедления старения) или косметологии (в составе кремов для придания коже ровного тона).