Влияние капель воды на листья быстро запускает стрессовые реакции у растений
Механическая стимуляция — дождь, ветер и физическое воздействие — активирует защитную систему растений на биохимическом уровне. Это запускает выработку стрессовых гормонов, которые могут, среди прочего, усиливать иммунитет растения.
Новое исследование подтверждает предыдущие результаты, но на этот раз ученые изучили молекулярные изменения в гораздо большем, геномном масштабе, сосредоточившись на роли и регуляции растительного гормона жасмоновой кислоты.
Исследователи обнаружили, что в течение всего десяти минут после попадания воды на поверхность листа затрагиваются:
- Тысячи генов
- Сотни белков
- Множество гормонов роста
Также был обнаружен ранее неизвестный регуляторный механизм, который влияет на то, как механическая стимуляция усиливает защитные гормоны растения.
«Этот тип стимуляции может привести к задержке цветения и замедлению роста. Однако теперь мы можем показать, что у растения также повышается иммунный ответ на определенные патогены, и что биохимические изменения измеримы уже через очень короткое время», — говорит Оливье Ван Акен, руководитель исследования из Лундского университета.
В лабораторных экспериментах растения один раз опрыскивали из обычного пульверизатора с расстояния 15 сантиметров, после чего регистрировали молекулярные изменения на клеточном уровне в несколько временных точек.
«Наши результаты показывают, что растения очень чувствительны и им не нужен сильный дождь, чтобы быть затронутыми и "предупрежденными" на биохимическом уровне», — отмечает Оливье Ван Акен.
Почему растения так сильно и быстро реагируют на капли воды? По мнению исследователей, это может быть защитным механизмом. При сильном дожде капли, отскакивающие от растений, зараженных бактериями, грибками и вирусами, могут попадать на здоровые растения.
«Больные листья могут действовать как катапульта и, в свою очередь, распространять более мелкие капли с патогенами на растения за несколько метров. Возможно, близлежащие здоровые растения хотят защитить себя», — предполагает ученый.
Механическая стимуляция играет гораздо более значительную роль, чем считалось ранее, и разные виды физического воздействия могут влиять на растения как положительно, так и отрицательно, в зависимости от возраста растения и условий выращивания.
«Сейчас мы изучаем старую японскую сельскохозяйственную технику, основанную на притаптывании зерновых во время фазы роста для получения более обильного урожая. Я думаю, что нам предстоит еще многое узнать о том, как механическая стимуляция влияет на растения, — знания, которые могут иметь серьезные последствия для сельского хозяйства в будущем», — заключает Оливье Ван Акен.