Molekylær feedback loop giver fingerpeg om, hvordan blomster taber deres kronblade

En ny undersøgelse fra John Innes Center har opdaget, hvordan en molekylær feedback-loop udløser udskillelse af kronblade i blomster, en vigtig proces, der tillader frø at sprede sig og blomsten at gøre plads til ny vækst. Resultaterne, offentliggjort i tidsskriftet Nature Plants, kan have konsekvenser for at forbedre afskårne blomsters levetid efter høst og endda hjælpe med at øge afgrødeudbyttet.

Undersøgelsen fokuserede på modelplanten Arabidopsis thaliana. Når Arabidopsis-blomster bestøves, vil kronbladene til sidst visne og falde af, en proces kendt som kronbladabscission. Denne proces er essentiel for plantens reproduktive succes, da den tillader frøene at blive spredt og blomsten give plads til ny vækst.

Forskerne fandt ud af, at den molekylære udløser for abscission af kronblade er et hormon kaldet auxin. Auxin produceres i blomstens æggestok, og det rejser til kronbladene, hvor det binder sig til et receptorprotein kaldet AUXIN BINDING PROTEIN1 (ABP1). Denne binding udløser en kaskade af begivenheder, der fører til produktionen af ​​ethylen, et andet hormon, der fremmer kronbladsabscission.

Interessant nok fandt forskerne også ud af, at det ethylen, der produceres i kronbladene, kan rejse tilbage til æggestokken, hvor det hæmmer produktionen af ​​auxin. Denne negative feedback-løkke er med til at sikre, at kronbladsabscission sker på det rigtige tidspunkt, efter at kronbladene har tjent deres formål.

"Vores undersøgelse har afsløret en ny molekylær mekanisme, der kontrollerer kronbladabscission i Arabidopsis," siger Dr. Silvia Rojas-Pierce, hovedforfatter af undersøgelsen. "Denne mekanisme kunne bevares i andre planter, og forståelsen af ​​den kunne have konsekvenser for at forbedre afskårne blomsters efterhøstlevetid og endda øge afgrødeudbyttet."

Afskårne blomster er en stor økonomisk afgrøde, men de har en relativt kort vaselevetid. Ved at forstå de molekylære mekanismer, der kontrollerer kronbladsabscission, kan det være muligt at udvikle nye måder at forlænge afskårne blomsters levetid. Dette vil gavne både blomsterhandlere og forbrugere.

Derudover kan resultaterne af denne undersøgelse have konsekvenser for at øge afgrødeudbyttet. Ved at manipulere auxin-ethylen-feedback-sløjfen kan det være muligt at øge antallet af frø, der produceres af hver blomst. Dette kan føre til højere udbytter og øget fødevareproduktion, hvilket kan være med til at brødføde en voksende global befolkning.

Undersøgelsen blev finansieret af Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) og EU's Horizon 2020 forsknings- og innovationsprogram.