Studien, publicerad i tidskriften Nature Plants, identifierade ett nav av tre centrala gener som fungerar som en huvudströmbrytare för att kontrollera tidpunkten och antalet blommor som produceras. Att förstå denna process kan leda till att skörden av viktiga basgrödor som vete och ris ökar.
Växter står inför en ständig utmaning när det gäller att balansera tillväxt med produktion av blommor och frukt. De måste fördela sina begränsade resurser mellan vegetativ tillväxt och reproduktiva strukturer som blommor och frukt vid precis rätt tidpunkt. Denna avvägning är särskilt viktig för grödor, där avkastningen är beroende av att hitta en balans mellan att producera tillräckligt med blommor och spannmål.
Forskarnas sökande efter generna som styr denna balans ledde dem till SEPALLATA-gruppen av gener, som är kända för att reglera utvecklingen av blomstrukturer i växter. De upptäckte att ett specifikt protein som produceras av en av SEPALLATA-generna, SEP3, fungerar som navet i ett nätverk av gener och signalvägar som styr blomningen.
Forskarna identifierade två andra gener, FUL och SOC1, som fungerar som master switchar vid sidan av SEP3. Dessa gener reglerar produktionen och uppfattningen av växthormonet gibberellin, vilket stimulerar blomningen.
För att bestämma rollen för SEP3 i navnätverket utvecklade forskarna växter med reducerade eller förhöjda nivåer av SEP3-proteinet. Deras resultat visade att nätverket var anmärkningsvärt robust, med växter som kunde upprätthålla relativt normala nivåer av blomning under ett brett utbud av SEP3-aktivitet. Detta tyder på att nätverket har utvecklats för att säkerställa robust blomning, avgörande för växternas reproduktion och skördar.
Dr Enrico Magnani, postdoktor vid John Innes Center och huvudförfattare till artikeln, sa:"Vår studie avslöjar de invecklade mekanismerna genom vilka växter kontrollerar blomningstiden, en egenskap av yttersta vikt för växternas kondition och grödans produktivitet. Genom att reda ut molekylära mekanismer som ligger till grund för denna process, kan vi lägga grunden för att utveckla nya strategier för att förbättra skörden och säkerställa livsmedelssäkerhet."
Professor Dame Caroline Dean, en senior gruppledare vid John Innes Center och medförfattare till studien, sa:"Denna upptäckt av det centrala SEP3-navet i regleringen av blomning ger en oöverträffad möjlighet att manipulera växternas tillväxt och utveckling för förbättring av skörden. Att förstå den genetiska grunden för dessa kritiska processer är ett viktigt steg mot att utveckla nya verktyg och teknologier för hållbart jordbruk."
