Помощь сельскохозяйственным культурам выжить в солёной воде: Мангровые деревья раскрывают ключевые клеточные признаки

Повышение уровня моря угрожает не только населению, но и сельскохозяйственным культурам, которые могут быть повреждены из-за засоления. В ответ на это исследователи ищут способы повысить солеустойчивость растений.

Новое исследование устойчивости мангров

Международная команда учёных определила клеточные признаки, критически важные для переносимости затопления солёной водой. Это открытие потенциально предлагает новые пути для создания растений, способных выживать в суровых условиях.

Исследование, опубликованное в журнале Current Biology, сосредоточено на мангровых деревьях — растениях, растущих вдоль тропических и субтропических побережий, где много солёной воды.

«Эта работа показывает, что всего несколько простых клеточных признаков критически важны для переносимости экстремальных условий, в которых существуют одни из самых отличительных и устойчивых растений в мире», — говорит Адам Родди, доцент кафедры экологических исследований Нью-Йоркского университета и соавтор статьи.

Клеточные адаптации мангров

Способность мангров (которые эволюционировали почти 30 раз за последние примерно 200 миллионов лет) выживать в солёной воде хорошо известна. Однако оставалось неясным, какие особенности клеточного строения мангров объясняют их устойчивость.

Чтобы изучить этот вопрос, команда, в которую также вошли учёные из Гуансийского университета, Международного университета Флориды и Университета штата Калифорния в Сан-Франциско, проанализировала 34 вида мангров и более 30 близкородственных организмов из 17 семейств растений. Анализ, учитывавший также эволюцию этих видов во времени, включал как прибрежные, так и континентальные виды.

Результаты показали, что по сравнению со своими континентальными родственниками мангры имеют необычно маленькие клетки и более толстые клеточные стенки. Вместе это обеспечивает повышенную механическую прочность, необходимую для переносимости солёной воды и предотвращения увядания. Более конкретно: виды, способные жить в солёных прибрежных местообитаниях, неоднократно эволюционировали в сторону более мелких и прочных клеток.

Последствия для будущей инженерии сельскохозяйственных культур

«Мангры известны разнообразными интересными и сложными адаптациями к затоплению солёной водой, такими как исключение больших количеств соли из тканей или даже поглощение соли с последующей её секрецией, — объясняет соавтор Го-Фэн Цзян из Гуансийского университета. — Хотя каждая из этих адаптаций увлекательна, изучение всего биоразнообразия часто показывает, что природа предлагает простые решения сложных задач».

«Эти результаты также указывают на многообещающую стратегию для создания солеустойчивых растений: манипулирование размером клеток и свойствами клеточной стенки», — добавляет Родди.