Важность первых заморозков

Люди долгое время наблюдали за тем, как низкие температуры влияют на растения, на их физиологию и жизненный цикл. Большая часть знаний на эту тему связана с яровизацией — длительным воздействием положительных низких температур, которое стимулирует цветение и образование семян.

Исследователи из Центра Джона Иннеса в Великобритании провели ряд экспериментов с модельным растением Arabidopsis, чтобы узнать, какие процессы происходят внутри растения при сильном понижении температуры.

У модельного растения есть ген FLC, отвечающий за подавление цветения. Он связан с молекулой COOLAIR, которая может связываться с геном и влиять на его активность.

При анализе образцов растений, собранных в районах с разными климатическими условиями (Великобритания, юг и север Швеции), выяснилось, что активность COOLAIR у всех была разной и повысилась при отрицательной температуре. Уровень экспрессии COOLAIR повысился в течение часа после снижения температуры и достиг пика примерно через восемь часов после этого. В условиях искусственных заморозков также немного снизилась активность FLC, что отражает взаимосвязь между двумя ключевыми молекулярными компонентами.

Когда исследователи отредактировали ген, отключив действие COOLAIR, ген FLC больше не подавлялся, что подтверждает теорию об их взаимосвязи.

Рост активности COOLAIR в каком-то роде сигнализирует растению о смене сезона и позволяет приспособиться к еще более холодной погоде, которая обычно следует за осенними заморозками. Со временем эти молекулярные процессы формируют так называемую эпигенетическую память — информацию о том, насколько активны будут те или иные гены у потомства. Таким образом новое «поколение» растений будет лучше приспособлено к условиям произрастания.

Исследование проливает свет на то, как растения воспринимают воздействие температуры на молекулярном уровне, что может помочь в их адаптации к более холодному климату.