Обнаружена сигнальная система для реакции растений на «дым»
Исследование из Китая и Западной Австралии показало, что химические вещества, стимулирующие прорастание у местных австралийских растений, оказывают мощное воздействие и на другие растения, например, рис.
«Мы обнаружили, что в растениях существует фундаментальная сигнальная система, о которой ранее не было известно», — говорит учёный-растениевод из Университета Западной Австралии (UWA) Стивен Смит. «Мы открыли новую систему контроля роста растений».
Профессор Смит изучал эффекты кариккинов — химических веществ в дыме лесных пожаров, стимулирующих прорастание, — когда встретил профессора Цзяяна Ли, который проводил параллельные исследования другой группы растительных гормонов, известных как стриголактоны.
В 2012 году профессор Ли пригласил профессора Смита в свою лабораторию в Китайской академии наук в Пекине, где они сравнили активность кариккинов и стриголактонов. Затем они составили обзор собственных работ и работ других исследователей. Это включало выделение мутантов, которые больше не реагируют на кариккины. В процессе они обнаружили гены, необходимые для реакции на кариккины.
Это показало, что система реакции на кариккины тесно связана и соединена с сигнализацией для стриголактонов.
«Наше исследование говорит нам, что должен существовать ещё один гормон, который мы ещё не открыли, и соединение дыма кариккин, вероятно, имитирует этот новый эндогенный гормон роста растений, который мы ещё не обнаружили», — говорит профессор Смит. «Он, безусловно, очень похож на стриголактоны, но явно от них отличается».
Открытие кариккинов в Западной Австралии
Исследования кариккинов начались примерно 10 лет назад, когда учёные из Ботанических садов Кингс-Парк, Университета Мердока и UWA обнаружили в дыме лесных пожаров химическое вещество, стимулирующее прорастание.
Профессор Смит, который прибыл в Западную Австралию вскоре после этого, говорит, что оно является частью семейства соединений, теперь называемых кариккинами (от слова на языке нунгар, означающего «дым»).
Желая понять, как это химическое вещество работает на молекулярном уровне, профессор Смит обратился к неавстралийскому растению Arabidopsis thaliana, популярному среди генетиков из-за быстрого созревания и семенного размножения.
«Первое, что мы сделали, — это показали, что Arabidopsis будет реагировать на химическое вещество в дыме лесных пожаров», — говорит он. «Это не предполагалось изначально, потому что химическое вещество было обнаружено благодаря его способности стимулировать прорастание местных семян после пожаров».
Он отмечает, что китайские рисоводы также могут обладать традиционными знаниями о благотворном влиянии дыма при посеве. «В китайской деревне существует традиция использовать огонь перед тем, как посадить семена риса на своих полях», — говорит профессор Смит. «Возможно, это помогает стимулировать прорастание семян и силу всходов».