Белок, уплотняющий корни растений, поможет создать устойчивые к климату культуры

Исследователи из Ноттингемского университета обнаружили белки, которые контролируют формирование лигнинового барьера в корнях растений, регулируя поступление воды и питательных веществ из почвы. Это открытие может помочь в создании сельскохозяйственных культур, устойчивых к изменению климата и требующих меньше воды и удобрений. Результаты опубликованы в журнале Science.

Как корни контролируют питание

Специализированный слой ткани корня — эндодерма — формирует барьер для движения воды и растворённых веществ. Этот барьер состоит из лигнина (того же материала, что и древесина) и создаёт непроницаемое уплотнение между клетками.

• Барьер блокирует неконтролируемое поступление веществ в корень.
• Единственный путь для воды и питательных веществ лежит через клетки эндодермы.
• Это позволяет растению полностью контролировать, что поступает в него из почвы.

Роль направляющих белков

Исследование выявило новые компоненты системы отложения лигнина, в частности, функцию направляющих белков (dirigent proteins, DPs) в эндодерме.

Эти белки действуют согласованно с другими известными регуляторными компонентами, чтобы направлять и организовывать правильное отложение лигнина. Это обеспечивает оптимальный баланс питательных веществ, поступающих в растение.

«Без этих белков уплотнение корня не завершается должным образом, и баланс питательных веществ в растении нарушается. Мы можем использовать эти знания, чтобы создавать растения, способные расти с меньшим количеством воды и химических удобрений», — говорит доктор Габриэль Кастрильо из Школы биологических наук.

Открытие механизма, с помощью которого корни регулируют поглощение воды и питательных веществ через отложение лигнина под контролем DPs, особенно актуально в условиях рекордных температур и нестабильных осадков для обеспечения будущих продовольственных поставок.