Работа является первым шагом на пути к точной селекции для улучшения свойств продуктов растительного происхождения, таких как древесина и биотопливо.Исследование, проведенное международной исследовательской группой с использованием модельного лабораторного растения Arabidposis, опубликовано в журнале Current Biology.Клеточная стенка является определяющим признаком растительных клеток, обеспечивая такие важные функции, как прочность и механическая поддержка растительных тканей.Клеточная стенка также связана с клеточной функцией, в том числе с возможностью роста растения, ощущением и ответом на сигналы развития и стрессы окружающей среды, такие как вторжение патогенов.
Стенки растительных клеток также являются основным компонентом растительной биомассы, нашего единственного возобновляемого биоэнергетического ресурса, и потребляются людьми в качестве компонента пищи — пищевых волокон.«Несмотря на их важность для общества, в настоящее время мы очень мало знаем о том, как эти стены строятся и улучшаются в процессе развития растений», — сказала соавтор исследования д-р Моника Доблин из Центра передового опыта ARC в области клеточных стенок растений, расположенного в Школе биологических наук в Мельбурнский университет.«Мы использовали три сложных метода для создания пространственно-временной карты развития клеточной стенки в апикальной меристеме побегов (SAM), структуре, которая дает начало всем надземным тканям растений», — добавил доктор Доблин.
Эта область богата стволовыми клетками растений, пулом клеток, из которых происходят другие клетки, которые образуют органы растений, такие как листья и цветы.Команда обнаружила, что высоко локализованная и скоординированная экспрессия ферментов синтеза клеточной стенки в верхушке побега предполагает, что стволовые клетки имеют особый состав стенок, и что специфические различия возникают между вновь формирующимися стенками и их зрелыми потомками.
«Мы продемонстрировали, что подмножество генов, связанных с генами, кодирующими ферменты, участвующие в производстве целлюлозы, ключевого фибриллярного компонента стенок, необходимы для правильного роста и поддержания количества клеток в апикальной меристеме побегов», — сказал доктор Доблин.«Эти результаты указывают на ключевую роль стенок в путях развития растений и руководство к селективному селекции растений для улучшения сырых ингредиентов для растительных продуктов».
В исследовании также приняли участие исследователи из Кембриджского университета, Университета Махидол в Бангкоке, Института Жана-Пьера Буржена во Франции и Калифорнийского технологического института.