Цинния и табак адаптируются к меди в почве

Растения семейств Астровые и Паслёновые — цинния (популярные декоративные цветы) и табак — адаптируются к меди в почве. Они накапливают тяжёлый металл в корнях и ограничивают его транспорт в надземные части растения: стебель, листья и далее. При этом эти растения не только выживают в сложных условиях, но и растут лучше. Эту особенность выявили учёные Уральского федерального университета (УрФУ). Результаты их экспериментов опубликованы в журнале Horticulturae.

Механизм адаптации

Эксперименты проводились в условиях, близких к реальным. Учёные воссоздали условия влажности и уровня температур, проверили влияние различных концентраций сульфата меди на рост растений и ряд физиолого-биохимических характеристик. Эксперименты длились 20, 40, 60 дней, использовались субстраты, в которых содержание меди могло даже превышать её содержание в городских почвах.

Под влиянием меди в корне и стебле растений усиливается экспрессия пяти генов, ответственных за синтез фенольных соединений и лигнина. Лигнин — один из компонентов клеточной стенки растения, который делает её прочнее. Именно лигнин является механизмом адаптации растения, который ограничивает перенос металлов из клеточной стенки и воздействие металлов на внутриклеточную структуру растения.

Практическое значение

• Цинния: Впервые показано, что она может расти на загрязнённых медью почвах и даже зацветать быстрее, чем на чистых. Её можно использовать для озеленения территорий.
• Табак: Эта важная сельскохозяйственная культура и полезное удобрение также адаптировалась к длительному воздействию меди в экспериментах и росла сопоставимо с контрольными растениями, несмотря на высокое содержание меди в субстрате.

Контекст проблемы

Для Урала и крупных городов характерен высокий уровень содержания меди в почвах. Загрязнённая почва — это опасность не только с точки зрения попадания токсичных веществ в организм человека с пищей, но и источник вторичного загрязнения приземного слоя воздуха. Наличие тяжёлых металлов в почве приводит к выводу из оборота сельскохозяйственных земель, снижению урожайности и продуктивности растений.