Защитный арсенал корней растений

Международная команда под руководством учёных из Женевского университета (UNIGE) обнаружила четыре молекулярных фактора, ответственных за генетическую активацию суберина — пробкового слоя в корнях растений. Исследование, проведённое на Arabidopsis thaliana, позволило создать растения с корнями, постоянно покрытыми суберином, или, наоборот, полностью лишёнными его. Работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Суберин, состоящий из липидов, действует как защитный барьер в корнях, регулируя проницаемость для воды и питательных веществ. Он защищает растение от потери влаги и токсичных элементов, таких как соль или кадмий, но также может оптимизировать усвоение необходимых нутриентов.

Четыре ключевых фактора в Arabidopsis

Используя прозрачность корней Arabidopsis thaliana, учёные идентифицировали четыре основных белка, ответственных за образование суберина в эндодермисе — клеточном слое, окружающем проводящие сосуды. С помощью техники CRISPR/Cas9 был создан четверной мутант с нарушенным производством суберина.

На пути к суперустойчивым растениям

Модифицированные растения выращивали в средах с разным уровнем натрия. Наблюдения показали:

• Растения с постоянно покрытыми суберином корнями поглощали меньше натрия.
• Растения без суберина были менее устойчивы к токсичным концентрациям соли.

Открытие ключевых факторов регуляции суберина даёт ценные генетические инструменты для изучения его роли в поддержании баланса питательных веществ и устойчивости к солевому стрессу, засухе или затоплению. Эти результаты имеют значительный агрономический потенциал для селекции растений, более устойчивых к неблагоприятным условиям окружающей среды.