Как растения с дефицитом железа защищаются от избытка света
Исследователи выяснили, как растения при дефиците железа оптимизируют фотосинтез, чтобы защититься от поглощения слишком большого количества света. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Железо играет центральную роль в фотосинтезе — процессе преобразования световой энергии в химическую в растениях. Поскольку люди получают большую часть калорий и питательных веществ из растений, важно понимать, как растения усваивают этот минерал.
Исследование сосредоточено на активности в хлоропластах, где хранится 90% железа в листьях и где происходит фотосинтез.
«Мы знали о многих стратегиях оптимизации использования железа, но до этого исследования нам было довольно мало известно о механизмах адаптации хлоропластов к дефициту железа», — говорит Гаро Акмакджян, ведущий автор статьи.
Учёные проследили причину обесцвечивания листьев, вызванного светом, у растений с дефицитом железа. Они идентифицировали два регуляторных белка, которые защищают растения от поглощения слишком большого количества света в условиях нехватки железа.
Технические изображения, полученные в ходе работы, демонстрируют, как железо и другие питательные вещества распределяются в отсутствие этих регуляторных белков.
«Возможность использовать передовые технологии для визуализации локализации питательных веществ в живых растительных тканях — это захватывающе и углубляет наше понимание того, как элементы распределяются в ответ на изменения окружающей среды», — говорит Набила Риаз, соавтор исследования.
Команда надеется, что понимание того, как растения адаптируют свой фотосинтетический аппарат при дефиците железа, позволит оптимизировать рост растений в почвах, где железо изначально недоступно.
«С изменением климата меняется то, где и как мы выращиваем сельскохозяйственные культуры, — говорит профессор Мэри Лу Герино. — В будущем у нас не будет роскоши выращивать культуры только на плодородных почвах, богатых питательными веществами и с обилием воды».