Научный взгляд: как гормоны повышают урожайность томатов

Стриголактоны, производные каротиноидов, — относительно новая группа фитогормонов, идентифицированная только в 2008 году. Их значение для развития растения томата (Solanum lycopersicum), его реакции на стресс и взаимодействия с микроорганизмами в ризосфере описано в научной литературе, но их роль в процессе воспроизводства до сих пор оставалась неизвестной.

Ученые Университета Сан-Паулу (Бразилия) впервые описали, как стриголактоны контролируют цветение и плодоношение томата. Полученные результаты открывают возможность управления временем плодоношения растений и могут оказать значительное влияние на общую урожайность томатов.

Исследователи смогли продемонстрировать роль гормонов и объяснить ее более подробно, используя такие методы, как секвенирование и обработка данных мРНК, количественное определение транскриптов генов методом qRT-PCR, масс-спектрометрия, а также статистический и функциональный анализ.

Для этого были проанализированы две группы растений: одна группа подверглась генетической модификации для нарушения выработки стриголактона, а другая состояла из растений с синтетической версией фитогормона, который, как было обнаружено, способствовал более быстрому и качественному цветению и более высокому плодоношению.

Исследователи показали, что стриголактоны контролируют цветение у томата, регулируя путь микроРНК и уровень гиббереллина — регулятора роста и прорастания растений.

При повышении уровня стриголактона в листьях и меристемах растение стремится снизить уровень гиббереллина и повысить уровень микроРНК. Таким образом, было доказано, что в присутствии стриголактона растение обильнее цветет, при этом количество цветков и плодов значительно увеличивается.

Результаты, полученные исследователями, могут оказать непосредственное влияние на управление временем цветения и урожайность растений томатов.

Урожайность зависит от качества семенного материала и наличия фитопатогенов. Обнаружить скрытую (латентную) инфекцию семян можно с помощью современных высокочувствительных методов диагностики, которые применяют в исследовании подкарантинной продукции аккредитованные лаборатории Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР»).

Источник: Ivan Visentin et al, Strigolactones promote flowering by inducing the miR319- LA — SFT module in tomato, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2316371121