Растения цветут только тогда, когда совпадает несколько важных условий: освещённость, возраст и достаточный запас энергии.

Залогом успешного воспроизводства растений является их цветение в определённое время. И именно поэтому у цветочных растений в процессе развития появился целый комплекс фоторецепторов и различных белков, призванных осуществлять контроль условий окружающей среды, таких как свет и температура.

Уже достаточно давно существует гипотеза о том, что растения должны каким-то образом проверять, что они располагают достаточными ресурсами для достаточно энергоемкого процесса создания цветов.

И вот ученые из Института молекулярной физиологии растений Макса Планка в Потсдаме и Института биологии развития Макса Планка в Тюбингене сообщают, что именно молекула сахара трегалоза-6-фосфат (T6Ф) берет на себя ключевую роль в мониторинге запасов энергии у арабидопсиса, Резуховидки Таля, тем самым оказывая влияние на время цветения.

У целого ряда видов продолжительность дня является критическим условием при регулировании времени цветения.

Некоторым растениям необходим длинный день и, следовательно, такие виды цветут летом, другим же требуется короткий день и, соответственно, цветение у таких растений выпадает на весну или осень.

Когда продолжительность дня достигает оптимальных параметров, в листьях начинается процесс взаимодействия фоторецепторов и других белков, приводящий к выработке FТ-протеина локуса цветения (FT).

Затем FT-протеин мигрирует к вершине побега, где он запускает формирование цветов вместо листьев.

Однако при достижении определенного возраста арабидопсис начинает производить цветы независимо от длины дня.

Этот механизм безопасности контролируется при помощи особых микро-РНК, выступающих в качестве резервного варианта, обеспечивающего возможность цветения.

Как полагают, энергетический статус выступает в роли дополнительного условия, которое, помимо освещённости и возраста, оказывает влияние на время цветения.

Формирование цветков - это крайне энергоемкий процесс, и растению эта энергия должна быть доступна в виде сахара. Долгое время было не известно, каким образом молекулы сахара помогают растению определить период начала цветения.

Но буквально на днях ученые из Института молекулярной физиологии растений Макса Планка в Потсдаме и Института биологии развития Макса Планка в Тюбингене сообщили, что молекула сахара T6Ф влияет на оба сигнальных взаимодействия, описанных выше.

Так как растения содержат лишь незначительное количество T6Ф, мы подозревали, что это как раз и может быть сигнальная молекула, - объясняет ведущий автор статьи, Ванесса Валь.

Однако до сих пор было не известно, как T6Ф взаимодействует с комплексной генетической сетью, которая регулирует начало цветения.

Заблокировав производство T6Ф, Валь и ее коллеги смогли задержать начало цветения и в ряде случаев остановить его совсем. Такой подход срабатывал даже в тех случаях, когда растения выращивались при высоких индуктивных условиях.

Нам удалось показать, что эта молекула сахара является необходимой для производства FT-протеина в листьях, - добавляет ещё один соавтор исследования Маркус Шмидт, - Как мы знаем, цветение без FT значительно задерживается.

Кроме того, T6Ф влияет и на производство микроРНК, запускающего возрастное цветение, и на его гены-мишени. Это означает, что эта молекула сахара регулирует два из наиболее важных параметров, управляющих началом цветения.

Даже если до этого и было понятно, что растение должно было каким-то образом проверять уровень энергии перед началом цветения, было совершенно неизвестно то, как это работает на молекулярном уровне, - объясняет Ванесса Валь.

Выявление молекулярной связи между временем цветения и статусом сахара, является важным вкладом в наше понимание сложной сети, регулирующей цветение.

Биология (6 класс)/Растение - живой организм