Как корни растений избегают бедных кислородом почв

Исследователи из Кильского университета (CAU) изучили, как растения адаптируются к кислородному голоданию, вызванному переувлажнением почвы — проблемой, усугубляющейся из-за учащения экстремальных погодных явлений.

Реакция корней на стресс

Используя модель Arabidopsis thaliana (резуховидка Таля), учёные подвергли семидневные проростки чередованию условий: день в среде с низким содержанием кислорода и день в нормальных условиях. Эксперименты показали, что корни пытаются «убежать» от нехватки кислорода, начиная расти вбок. Этот процесс назвали «изгибанием корня» (root bending).

Генетический механизм

За реакцию отвечают пять из 122 транскрипционных факторов семейства ERF резуховидки. Они активируют гены, которые обеспечивают целенаправленное перераспределение растительного гормона роста ауксина в тканях корня. Ауксин действует как ингибитор роста: в местах с его более высокой концентрацией рост замедляется, что и вызывает изгиб корня в сторону. Процесс обратим — при восстановлении нормального уровня кислорода корни возобновляют вертикальный рост вниз.

Перспективы

Поскольку Arabidopsis thaliana относится к семейству крестоцветных (как рапс или капуста), есть высокая вероятность, что этот механизм можно перенести на сельскохозяйственные культуры. Дальнейшие исследования направлены на понимание этого процесса у других растений с целью повышения их устойчивости к переувлажнению и снижения потерь урожая.