Новый белок повышает устойчивость растений к засухе

Исследователи под руководством Нурии Санчес-Колль из Центра исследований в области сельскохозяйственной геномики (CRAG) впервые охарактеризовали функцию белка AtMC3 из семейства метакаспаз, который участвует в устойчивости к засухе у модельного растения Arabidopsis thaliana.

Работа, опубликованная в журнале New Phytologist, подчеркивает важность сосудистой ткани растений для преодоления неблагоприятных условий, связанных с нехваткой воды и осмотическим стрессом.

Роль сосудистой системы растения

Растения полагаются на свою сосудистую систему для координации эффективного ответа на нехватку воды. Исследователи CRAG впервые обнаружили, что белок AtMC3 находится исключительно во флоэме, а точнее — в клетках-спутниках, которые метаболически поддерживают основные транспортные клетки флоэмы (ситовидные элементы).

При стрессе от засухи синтезируются сигнальные молекулы, такие как гормон стресса абсцизовая кислота (ABA). Исследование показывает, что растения, лишенные AtMC3, менее чувствительны к ABA, и их способность справляться с засухой снижена. Измененные уровни белка AtMC3 приводят к дифференциальному накоплению стресс-родственных белков и дефектам в развитии сосудов в условиях стресса. Это указывает на новую возможную роль клеток-спутников в восприятии стресса.

Устойчивость к сильному стрессу от засухи

Когда исследователи повысили уровни AtMC3, растения показали повышенную выживаемость и способность поддерживать фотосинтетическую активность в условиях нехватки воды. Это указывает, что AtMC3 сам по себе может обеспечивать повышенную устойчивость к засухе. Важно, что изменение уровня этого белка не вызвало негативных изменений в росте растений.

Эта специфическая роль AtMC3 при стрессе от засухи согласуется с функцией ранее описанных метакаспаз, связанных с другими стрессовыми реакциями.

Работа открывает путь к дальнейшим исследованиям для выяснения точного механизма действия этого белка и оценки его потенциального применения в сельскохозяйственных культурах. Понимание тканеспецифичных механизмов реакции на нехватку воды — ключ к разработке новых биотехнологических и селекционных решений для повышения урожайности в условиях климатического кризиса.