Eucommia ulmoides, вид небольшого дерева, произрастающего в Китае, потенциально может обеспечить большой объем каучука после того, как китайским исследователям удалось повысить чистоту экстракции до более чем 99 процентов. Теперь предстоит создать научную базу для получения качественных саженцев в достаточном количестве.
Кора, листья и семена эвкоммии содержат белое коллоидное вещество - этот природный полимер считается идеальным кандидатом для замены обычного натурального каучука.
Недавно исследовательская группа Китайской академии наук успешно выяснила роль фитогормонов, в частности экзогенного транс-зеатина (tZ), в регуляции развития пазушных почек у Eucommia ulmoides на разных стадиях развития растения. Группу возглавлял профессор У Лифан из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук.
Хотя исследования эвкомии были сосредоточены в основном на лекарственных ингредиентах и свойствах каучука, понимание того, как растет и развивается культура на молекулярном уровне, по-прежнему ограничены. В частности, остается актуальным вопрос о том, как внешние регуляторы роста растений влияют на его регенерацию и развитие in vitro.
Основываясь на ранее установленной эффективной системе регенерации для E. ulmoides, исследователи изучили роль экзогенного tZ, типа цитокинина, в регуляции развития пазушных почек. Они собрали образцы пазушных почек на пяти различных стадиях развития и провели интегрированные целевые метаболомные и транскриптомные анализы.
Исследование показало, что развитие пазушных почек E. ulmoides происходит в две основные фазы: начальная фаза индукции (W0–W1) и последующая фаза удлинения (W1–W4). Динамические изменения в уровнях гормонов и паттернах экспрессии генов наблюдались при обработке tZ, что дает представление о регуляторных механизмах, специфичных для данной стадии.
Используя анализ сети взвешенной коэкспрессии генов (WGCNA), команда определила ключевые модули генов, связанных с гормонами, и построила регуляторную сеть, иллюстрирующую перекрестные помехи гормонов во время роста пазушных почек.
«Сеть показывает, как гормоны растений взаимодействуют друг с другом во время роста почек», - объяснил доктор Ван Дачэн, член группы.
По словам группы, это исследование закладывает теоретическую основу для расшифровки молекулярных механизмов, с помощью которых цитокинины регулируют регенерацию и рост E. ulmoides in vitro. Оно также обеспечивает техническую поддержку для быстрого размножения in vitro высококачественных саженцев эвкоммии. Кроме того, создание эффективной системы регенерации in vitro для E. ulmoides необходимо для успешного разведения сортов.
По статье авторов Ван Дачэн и Чжао Вэйвэй, Китайская академия наук. Автор фото: Чжао Вэйвэй.
