Как растения избегают засоленных участков почвы выяснили ученые
Чтобы избежать участков соли в почве, растения могут изменить направление корней и расти подальше от засоленных участков. Исследователи Копенгагенского университета помогли выяснить, что делает это возможным. Открытие меняет наше понимание того, как растения меняют свою форму и направление роста, и может помочь смягчить нарастающую глобальную проблему высокой засоленности почвы на сельскохозяйственных угодьях.
В отличие от людей растения не любят соль. Они отчаянно делают все возможное, чтобы избежать засоления, поскольку соли могут повредить их и даже задушить.
К сожалению, соль на сельскохозяйственных угодьях становится все более серьезной глобальной проблемой, отчасти из-за изменения климата, которое увеличивает засоленность почвы всякий раз, когда наводнения охватывают прибрежные зоны. Как правило, это снижает урожайность.
«Миру нужны культуры, которые могут лучше противостоять соли. Если мы хотим вывести растения, более устойчивые к соли сорта, важно сначала понять механизмы, с помощью которых они реагируют на соль», — объясняет профессор Стаффан Перссон из отделения Копенгагенского университета наук о растениях и окружающей среде.
Вместе с группой зарубежных коллег-исследователей Перссон выяснил, что именно происходит внутри растений на клеточном и молекулярном уровне, когда их корни отрастают в сторону от соли. Результаты были опубликованы в научном журнале Developmental Cell.
В дело вступает гормон стресса
Исследовательская группа обнаружила, что когда растение ощущает локальную концентрацию соли, в нем активируется гормон стресса ABA (абсцизовая кислота). Затем этот гормон приводит в действие механизм реакции.
«У растения есть гормон стресса, активируемый солью. Этот гормон вызывает реорганизацию крошечных белковых трубочек в клетке, называемых цитоскелетом. Затем реорганизация заставляет волокна целлюлозы, окружающие корневые клетки, производить аналогичную перестройку, заставляя корень скручиваться таким образом, чтобы он отрастал в сторону от соли», — объясняет профессор Перссон.
Изменение понимания того, как растения меняют форму
Ведущая роль, которую играет гормон стресса, делает открытие неожиданным для исследователей. До сих пор считалось, что гормон ауксин контролирует способность растения изменять направление движения в ответ на различные воздействия окружающей среды (так называемые тропизмы).
«То, что гормон стресса ABA имеет решающее значение для растений, способных реорганизовывать свои клеточные стенки и изменять форму и направление роста, является совершенно новым. Это может открыть новые возможности в исследованиях растений, где больше внимания будет уделяться важной роли, которую играют гормоны», — говорит Стаффан Перссон.
Путем мутации одной аминокислоты в белке, который управляет скручиванием корня, исследователи смогли изменить скручивание, чтобы растение не могло отрасти в сторону от соли.
Перссон считает, что пройдет некоторое время, прежде чем новые знания будут применяться в сельском хозяйстве. Однако результаты могут открыть путь для создания более солеустойчивых сортов сельскохозяйственных культур.
Источник: Копенгагенский Университет
