Исследователи из Мэрилендского университета обнаружили, что 1-аминоциклопропанкарбоновая кислота — промежуточное звено в биосинтезе растительного гормона — может играть важную роль и в других процессах, происходящих внутри этих организмов, таких как опыление и производство семян. О своем открытии авторы рассказали в статье журнала Nature Communications.
«В этой статье мы показываем несколько новых вещей, — объясняет одна из авторов работы, профессор Мэрилендского университета Карен Чанг. — Но самый главный результат заключается в открытии новой роли известного гормона в жизнедеятельности растений. Это не новая молекула, но раньше о ней никогда не думали как о растительном гормоне, только как о прекурсоре этилена».
Этилен — один из пяти основных растительных гормонов, который изучается уже более века. Он играет роль во многих процессах, жизненно важных для здоровья растений и растениеводства, включая созревание плодов, реакции на стресс, защиту растений от болезней, их рост и цветение. 1-аминоциклопропанкарбоновая кислота выполняет роль прекурсора этилена в растениях. Она образуется из другой аминокислоты — метионина — и превращается в этилен под действием ACC-оксидазы.
В предыдущих исследованиях ученые использовали 1-аминоциклопропанкарбоновую кислоту в качестве замены этилена при стимулировании роста растений. Она удобна тем, что, в отличие от газообразного этилена, представляет собой жидкость, которую удобно распылять на плоды. Интересно, что эффекты на растительные организмы у кислоты и этилена оказались одинаковыми. Тогда исследователи связали это с тем, что под действием внутренних механизмов кислота в растениях превращается в этилен. Но новая работа показала, что само соединение обладает важными регуляторными свойствами.
Авторы исследования показали, что 1-аминоциклопропанкарбоновая кислота выполняет ряд функций, которые ранее приписывались этилену. Так, например, она дает сигнал яйцеклетке растения, чтобы последняя смогла «поймать» пыльцу и оплодотвориться. Ученые показали, что благодаря прекурсору этилена количество получаемых в результате оплодотворения семян увеличивается в два раза.
Работа исследователей показывает четкие связи между сигнальными путями гормонов человека, животных и растений. Ученые намерены теперь найти рецептор, регулирующий синтез 1-аминоциклопропанкарбоновой кислоты, чтобы воздействовать на производство этого вещества и влиять на урожайность и продовольственную безопасность сельскохозяйственных культур.
Источник: https://indicator.ru/biology/predshestvennik-etilena-u-rastenii-gormon-17-08-2020.htm
