Как растения избегают соли
Растения могут менять направление роста корней, чтобы уйти от засоленных участков почвы. Исследователи из Копенгагенского университета помогли выяснить механизм этого процесса. Открытие меняет представление о том, как растения меняют форму и направление роста, и может помочь в борьбе с ускоряющейся глобальной проблемой засоления сельскохозяйственных земель.
Соль может повредить растения и даже «задушить» их. Засоление почв — растущая проблема, отчасти из-за изменения климата, и оно снижает урожайность.
«Чтобы разработать более солеустойчивые растения, важно сначала понять механизмы их реакции на соль», — объясняет профессор Стаффан Перссон.
В игру вступает гормон стресса
Исследователи обнаружили, что когда растение чувствует локальную концентрацию соли, активируется гормон стресса ABA (абсцизовая кислота). Этот гормон запускает ответный механизм.
«Этот гормон вызывает реорганизацию крошечных белковых трубочек в клетке, называемых цитоскелетом. Эта реорганизация, в свою очередь, заставляет целлюлозные волокна, окружающие клетки корня, перестроиться аналогичным образом, вынуждая корень изгибаться так, чтобы он рос в сторону от соли», — говорит Перссон.
Изменение понимания того, как растения меняют форму
Ключевая роль гормона стресса ABA стала неожиданностью для учёных. До сих пор считалось, что способность растений менять направление роста в ответ на внешние воздействия (тропизмы) контролирует гормон ауксин.
«То, что гормон стресса ABA критически важен для способности растений реорганизовывать свои клеточные стенки и менять форму и направление роста, — это совершенно новое знание», — отмечает Перссон.
Мутировав одну аминокислоту в белке, который управляет изгибом корня, исследователи смогли обратить этот изгиб вспять, так что растение больше не могло уходить от соли.
Перспективы применения
По мнению Перссона, до применения этих знаний в сельском хозяйстве пройдёт время, особенно с учётом запрета ГМО в ЕС. Однако результаты могут открыть путь к созданию более солеустойчивых сортов.
«Растения производят больше гормона стресса, когда чувствуют соль. Можно представить, что если ускорить стрессовый ответ растения, изменив другие аспекты цитоскелета, то и изгиб корня, вероятно, произойдёт быстрее. Таким образом мы можем укрепить растения, уменьшив их воздействие на соль», — заключает профессор.
Результаты опубликованы в научном журнале Developmental Cell.