Исследовательская группа из Института молекулярной и клеточной биологии растений (IBMCP), совместного центра Высшего совета научных исследований (CSIC) и Политехнического университета Валенсии (UPV), выявила ключевые клеточные, генетические и молекулярные механизмы, которые координируют два одновременно протекающих программы роста в стеблях растений: продольный (высота) и радиальный (толщина). Результаты были опубликованы в журнале Current Biology.
Хавьер Агусті, исследователь IBMCP и координатор исследования, заявил: "Эта координация имеет решающее значение для того, чтобы стебли растений развивались в соответствующих пропорциях, чтобы обеспечить достаточную стабильность через радиальный рост, который облегчает продольное расширение. Наши результаты предполагают, что механизм, который мы идентифицировали, вероятно, происходит в подавляющем большинстве видов растений."
В исследовании также участвовали эксперты из Центра науки о растениях (UPSC) Университета Умео в Швеции, которые работали с двумя различными видами: модельным растением Arabidopsis thaliana, травянистым видом, и тополем.
Это исследование служит моделью для понимания того, как различные программы роста координируются во время развития органов у многоклеточных организмов. Агусті объяснил, что аналогию в человеческом организме можно провести с развитием конечности, где рост костей, сухожилий, мышц и кожи должен быть скоординирован, чтобы избежать аномальных форм.
Изучение этих механизмов в стеблях растений имеет преимущества, так как сосуществуют только две программы роста: продольная и радиальная, что облегчает выявление основных принципов координации, которые могут быть общими для других биологических систем.
Стебель растения, особенно у деревьев, состоит из тканей, которые накапливают наибольшую биомассу в земле, формируя древесину. Понимание координации программ роста во время развития стеблей может помочь максимизировать производство биомассы. Агусті подчеркнул: "Растительная биомасса состоит из углеродных полимеров, и источник этого углерода — атмосферный CO2. Кроме того, древесина является возобновляемым материалом, который способствует экологическому производству в определенных отраслях, таких как строительство. Максимизируя производство древесины на одно дерево — например, вмешиваясь в координацию программ роста, которые действуют во время его развития — мы не только улучшим наши возможности для более экологического производства, но и поможем снизить уровни атмосферного CO2."