На урожайность яблонь повлиял сорт соседей
Пыльца, которой опыляют яблоневые деревья, прорастает с разным успехом. С первых часов после опыления темпы роста пыльцевой трубки отличаются в зависимости от сортов яблонь, которые в нем участвуют, поэтому сочетание яблонь разных сортов, растущих поблизости, может положительно сказываться на их урожайности. Это установили сотрудники департамента растениеводства и ландшафтной архитектуры Университета Пердью в США. Работа опубликована в журнале HortScience.
С опыления начинается формирования плода фруктового дерева. Для успешного опыления яблонь необходимо перенести пыльцу на рыльце яблоневых цветков, пыльца должна прорасти, а пыльцевая трубка — прорасти до основания столбика цветка, и тогда появятся плоды. Значимое влияние на этот процесс оказывает температура и источник пыльцы. Важным показателем урожайности является число пыльцевых трубок, которые достигли основания столбика. В зависимости от температуры окружающей среды пыльцевая трубка может достигнуть цели через 24-96 часов после опыления. Американские ученые решили изучить влияние сорта-опылителя на рост пыльцевой трубки и на количество плодов, испытав пыльцу с яблоневых деревьев разных сортов.
Яблони трех коммерческих сортов, «Ханикрисп», «Фуджи» и «Гала», высаженные в 2001-2003 году, искусственно опылили пыльцой, собранной с декоративных яблонь (
) сортов «Ralph Shay» и
, и яблонь сорта «Делишес», и «Голден Делишес». Для этого на двух деревьях каждого сорта экспериментаторы выбирали по 60 соцветий, и произвольным образом распределяли их между сортами-опылителями. На каждый цветок кисточкой наносили пыльцу с высокими показателями прорастания — ее заранее проверили в лаборатории. На первый, второй, третий и четвертый день после опыления цветки снимали для изучения под микроскопом. Экспериментаторы следили за прорастанием пыльцы, подсчитывали число пыльцевых трубок, которые достигли основания столбика, их длину, и затем подсчитывали число плодов в процентах к опыленным цветкам. Эксперимент провели дважды, в 2013 и в 2014 году.
Результаты подтвердили значимое влияние источника пыльцы на ход оплодотворения.У всех сортов со временем увеличивалось число пыльцевых трубок, достигших основания столбика. Очень небольшим оно было у сортов-кребов в цветках «Ханикрисп» (спустя 96 часов в среднем 1,3 пыльцевых трубки достигли цели в 2013 году, а в 2014 году — ни одна). В среднем пыльцевые трубки начинали достигать цели через 48 часов. На показатель прорастания пыльцы до основания столбика повлиял источник пыльцы, опыляемый сорт, и их взаимодействие (через 72 часа p = 0.01, через 96 часов p = 0.001). В парах «Голден Делишес» с «Ханикрисп» и «Гала» на достижение пыльцевой трубкой цели уходило 48 часов. Пыльца «Делишес» достигала цели через 72 часа независимо от сорта яблони-пары.
Количество фруктов подсчитывали спустя две недели. Меньше всего плодов выросло у яблонь сорта «Ханикрисп», когда их опыляли пыльцой кребов (как «Ralph Shay» в 2013, так и Malus floribunda в 2014 году: 33 и 7 процентов соответственно). В 2013 году лидером стал «Делишес» (67-87 процентов), затем шел «Голден Делишес» (от 50 до 63) и кребы (от 33 до 50 процентов), но в 2014 году количество плодов у «Делишес» и «Голден Делишес» в среднем было равным, и только Malus floribunda в паре с «Ханикрисп» дал очень мало плодов (7 процентов).
Физиологическое основание обнаруженных эффектов пока остается не ясным. Ученые спорят о совместимости разных сортов, и существует гипотеза о том, что родственные сорта не очень хорошо скрещиваются между собой. Текущие результаты ее не подтверждают: рост пыльцевых трубок в цветках «Гала» был высоким с опылителями сортов «Делишес» и «Голден Делишес» — прямыми родственниками «Галы». Это указывает на более сложную логику совместимости.
В сельском хозяйстве все активнее участвуют роботы: они сеют и собирают урожай, а дроны умеют распылять пестициды и опылять цветы. Также мы писали о генетически модифицированных помидорах, которые и вовсе не требуют опыления.
Бактерии научились инактививровать антибактериальную ДНК-гиразу
Немецкие ученые выяснили, что супербактерии, сохранявшие чувствительность к экспериментальному антибиотику альбицидину, защитились от него с помощью амплификации гена STM3175. Этот ген отвечает за регуляцию транскрипции малых молекул с доменом связывания, подобным ингибитору ДНК-гиразы — основы антибиотика альбицидина. Такое увеличение копии гена приводит к тысячекратному повышению уровня резистентности к препарату. Исследование опубликовано в PLoS Biology. В 2019 году почти пять миллионов человек погибло из-за бактерий, устойчивых к большинству известных антибиотиков, — супербактерий. По оценкам ученых к 2050 году это число увеличится в два раза. Основной причиной развития резистентности к противомикробным препаратам признано нерациональное их использование в медицине, ветеринарии и зоотехнии в сочетании с недостаточным пониманием механизмов бактериальной резистентности. Однако влияют и другие факторы: например, загрязнение атмосферы. Ученые постоянно ищут новые молекулы, которые были бы активны против супербактерий. Таким многообещающим соединением стал альбицидин — фитотоксичная молекула, вырабатываемая бактерией Xanthomonas albilineans, в исследованиях была эффективна против целого ряда супербактерий. Альбицидин ингибирует активность бактериальной ДНК-гиразы (топоизомеразы II) и эффективно действует на ковалентный комплекс ДНК и гиразы в крайне низких концентрациях. В нескольких исследованиях уже сообщалось о развитии резистентности к этой молекуле у некоторых бактерий, однако ее механизмы оставались не до конца выясненными. Команда ученых под руководством Маркуса Фульда (Marcus Fulde) из Свободного университета Берлина изучала механизмы резистентности к альбицидину, которая развилась у Salmonella typhimurium и Escherichia coli. Для этого они подвергали бактерии воздействию высоких концентраций более стабильного аналога антибиотика и наблюдали за ростом колоний в течение 24 часов. Из 90 протестированных клонов 14 показали рост в этих условиях. Секвенирование генома этих штаммов показало, что большинство (девять штаммов) несет мутации в гене tsx, ответственном за экспрессию нуклеозидспецифичного порина, что в 16 раз увеличивало минимальную ингибирующую концентрацию (MIC) антибиотика. Один из оставшихся пяти резистентных штаммов с интактным геном tsx демонстрировал более чем стократное повышение MIC, и анализ данных секвенирования его ДНК выявил амплификацию гена, приводящую к образованию 3-4 копий геномной области без однонуклеотидных полиморфизмов. При дополнительном анализе этого штамма ученые выяснили, что перекрывающаяся амплифицированная область содержит ген STM3175, который транскрибируется полицистронно в структуре оперона и N-концевой части qseB. Более тщательное изучение аминокислотной последовательности показало, что STM3175 состоит из 2 доменов: N-концевого AraC-подобного ДНК-связывающего домена и C-концевого GyrI-подобного лиганд-связывающего домена. Ученые обнаружили, что такая структура позволяет STM3175 связывать альбицидин с высокой аффинностью и инактивировать его. У разных бактерий обнаружились гомологи этого гена с теми же функциями, при этом на эффект других антибактериальных препаратов они не влияли. Знание нового механизма развития устойчивости к альбицидину позволит ученым разрабатывать новые способы модификации молекулы, чтобы обойти этот механизм. Ранее ученые обнаружили антибактериальную молекулу с широким спектром действия, которая не вызвала резистентности у микроорганизмов.