Используя эмбриональную паузу для спасения фиников
Финиковая пальма может приостанавливать своё развитие, чтобы повысить устойчивость перед выходом в суровую пустынную среду.
Финики — одна из важнейших плодовых культур Ближнего Востока, однако мало что известно о том, как эти устойчивые пальмы процветают в условиях высоких температур пустынь. Исследователи из KAUST показали, что финиковые пальмы после прорастания могут приостанавливать раннее развитие внутри похожей на утробу корневой структуры в почве, готовые к росту, когда условия окружающей среды станут подходящими.
«Финиковые пальмы имеют огромное значение для пустынного сельского хозяйства, особенно в Королевстве Саудовская Аравия, где они считаются символом жизнеспособности и процветания», — говорит Тинг Тинг Сяо, работавшая над исследованием в международной проектной группе под руководством Икрама Блилу из KAUST. «Финики известны своими лечебными и питательными свойствами. В Европе они считаются деликатесом, а в пустыне являются многообещающим устойчивым источником пищи».
«Нашим исследованием двигало любопытство. Хотя существовали геномные исследования и исследования тканевых культур финиковой пальмы, в литературе мало информации о развитии эмбриона и формировании органов растения», — объясняет Блилу.
Финиковые пальмы используют метод удалённого прорастания: вместо того чтобы выращивать первый побег и корень прямо рядом с семенем у поверхности почвы, весь проросток (корень и побег) остаётся внутри многослойной корнеподобной структуры, которая углубляется в почву, защищая молодое растение.
«То, что происходит во время удалённого прорастания, действительно удивило и обрадовало нас, — говорит Сяо. — Используя комбинацию современных методов высокоточного визуализирования и молекулярных инструментов, мы обнаружили, что финиковые пальмы могут приостанавливать своё развитие — подобно некоторым животным, беременность которых находится в состоянии покоя, пока условия не станут благоприятными».
Когда наступает подходящее время, например, при повышении температуры почвы, растение появляется с полностью развитым листом и нежной корневой системой, тем самым максимизируя поглощение питательных веществ и воды в суровых условиях.
«Это настоящий прорыв в понимании адаптации растений к враждебной пустынной среде, — говорит Блилу. — Наши выводы могут быть немедленно использованы производителями, которые могут сосредоточиться на корневой системе для отбора новых сортов. В конечном итоге эти знания могут помочь нам в борьбе с опустыниванием».
В рамках совместных усилий научные группы KAUST по изучению растений также планируют оценить генетическое разнообразие финиковых пальм в Королевстве с помощью повторного секвенирования генома, а также разработать стратегии селекции. Эта работа будет способствовать улучшению производства и качества плодов этой важной культуры.