Австралийская трава «воскрешения» раскрывает секреты устойчивости к засухе
Австралийская трава Tripogon loliiformis, которая «притворяется мёртвой» во время засух и избирательно жертвует собственными клетками для выживания, может дать генетические ключи для повышения устойчивости сельскохозяйственных культур, таких как нут, к изменению климата.
Как работает «воскрешение»
Исследователи из Квинслендского технологического университета (QUT) изучили механизм выживания этого «растения-воскресителя», способного переносить длительное обезвоживание и оживать после полива. Ранее было неясно, оживают ли исходные клетки или рост происходит заново.
Ключевые открытия
Учёные доказали, что выживание травы основано на двух процессах:
- Накопление трегалозы — невосстанавливающего сахара, который растение накапливает при стрессе засухи.
- Запуск аутофагии — контролируемого процесса деградации и переработки клеточных компонентов для удаления повреждённых белков и рециклинга питательных веществ.
Роль сахара и «самоочистки»
Исследование, опубликованное в PLOS Genetics, напрямую связывает накопление трегалозы с началом аутофагии в обезвоженных побегах T. loliiformis.
- Трегалоза, по-видимому, запускает аутофагию.
- Контролируемая аутофагия повышает устойчивость к высушиванию, перерабатывая питательные вещества и удаляя клеточные токсины, что подавляет запрограммированную гибель клеток.
- Растение строго регулирует уровень аутофагии, чтобы не перейти грань от защиты к гибели.
Значение для сельского хозяйства
Это открытие имеет значение для глобальных продовольственных культур, таких как нут и рис.
- Понимание того, как растения-воскресители манипулируют метаболизмом сахаров, может предоставить кандидатные гены для создания устойчивых к стрессу сельскохозяйственных сортов.
- Такие культуры необходимы для противодействия угрозам продовольственной безопасности: изменению климата, нестабильной погоде и росту населения, при сохранении высокой урожайности.