Как гормон ауксин помогает корням растений расти вниз, к гравитации

Учёные выяснили, как растительный гормон ауксин помогает корням изгибаться и расти вниз, к гравитации — процесс, называемый гравитропизмом, — даже после столкновения с препятствиями в почве.

Специалисты из Школы биологических наук Ноттингемского университета и Шанхайского университета Цзяо Тун (SJTU) определили, как ауксин активирует определённый ген, который укрепляет клеточные стенки на нижней стороне корня. Это укрепление предотвращает рост снизу, позволяя клеткам сверху расширяться, что заставляет корень изгибаться вниз. Результаты опубликованы в Science Advances.

Гравитропизм корней, который определяет угол роста корня и всю корневую систему, происходит из-за того, что клетки на верхней и нижней сторонах корня расширяются по-разному в ответ на гравитацию.

Доктор Рахул Бхосале, доцент Школы биологических наук, который руководил исследованием совместно с доктором Гоцян Хуан из SJTU, сказал: «До сих пор было неясно, как ауксин подавляет расширение клеток на нижней стороне корня. Наше исследование решает этот давний вопрос, показывая, что ауксин способствует биосинтезу клеточной стенки, укрепляя стенки, чтобы блокировать рост на нижней стороне. Этот двойной механизм объясняет, казалось бы, противоположные роли ауксина в стимулировании и ингибировании удлинения клеток».

Это исследование расширяет более раннюю работу команды, показавшую, что гормон абсцизовая кислота (ABA), который помогает растениям реагировать на засуху, изменяет угол роста корней, влияя на уровень ауксина во время водного стресса. Вместе эти открытия дают чёткую картину того, как корни ощущают окружающую среду и корректируют направление своего роста.

Доктор Бхосале добавил: «Мы уже знали, что ауксин важен для гравитропизма корней, но долгое время не знали, что действует ниже по сигнальному пути от ауксина. Именно это мы и раскрыли в этом новом исследовании, что важно для фундаментального понимания работы корневой системы.

Понимание роли гормонов в таких деталях открывает возможности для создания устойчивых к стрессу сельскохозяйственных культур, которые могут преодолевать препятствия в почве».