Результаты опубликованы в журнале PLoS Genetics.Растения изобрели отличный инструмент выживания: семена. Зародыш, содержащийся внутри, спящий и защищенный устойчивой оболочкой, может преодолевать большие расстояния и ждать благоприятных условий для прорастания.
Таким образом, растения, получившие это преимущество, появившись на поздних этапах эволюции, смогли легко заселять новые места обитания.Множественные функции кутинаСемена должны оставаться в отличном состоянии, иногда в течение многих лет, пока не получат зеленый свет для прорастания.
Как только процесс начинается, молодой саженец становится очень уязвимым. Команда Луиса Лопес-Молина, профессора кафедры ботаники и биологии растений научного факультета UNIGE, Швейцария, долгое время интересовалась механизмами, контролирующими прорастание, что, возможно, является самым важным решением в жизни растения: «Мы обнаружили, что гены, участвующие в синтезе кутина, водонепроницаемого вещества, важны для поддержания состояния покоя семян Arabidopsis thaliana, небольшого растения, широко используемого в качестве модельного организма для изучения биологии растений. Мы хотели понять, почему и определить, какую роль кутин играет в семени ».
Кутин — основной компонент кутикулы, покрывающей листья растений. Эта водонепроницаемая пленка, очень древняя адаптация к земной жизни, предотвращает чрезмерную потерю воды и защищает растения от насекомых и различных патогенов. «Мы обнаружили наличие воскового слоя в оболочке, окружающей зародыш зрелых семян, похожей на кутикулу листьев, но в десять раз толще», — говорит Сильвен Лубери, исследователь из UNIGE.
Поддержание постоянного балансаВ сотрудничестве с биологами из Университета Пьера и Марии Кюри в Париже и Университета Фрибурга (Швейцария) ученые протестировали мутантные семена арабидопсиса, демонстрирующие дефектный синтез кутина. «Эти семена не могут должным образом подавить прорастание, когда они находятся в состоянии покоя, потому что их оболочка преждевременно трескается.
У них также сниженная способность оставаться в состоянии покоя, низкая жизнеспособность и очень ограниченная устойчивость к реактивным формам кислорода, агрессивным химическим веществам, производимым, в частности, действие UV », — подробно рассказали Жюльен Де Джорджи и Урсула Пискуревич, исследователи из женевской команды и соавторы статьи.Таким образом, эти эксперименты предоставляют доказательства того, что поддержание толстого слоя кутина именно как такового, которое является результатом непрерывного диалога между различными молекулярными акторами, необходимо для выживания и размножения семян.
Таким образом, растения переработали одну из первых адаптаций, связанных с жизнью на суше, кутикулу, назначив ей эти новые роли для совершенствования своего последнего главного новшества: семян.