Этанол помогает растениям лучше переносить тепловой стресс

Доза этанола, более известного как обычный спирт, может позволить растениям выдерживать тепловой стресс, который в противном случае убил бы их, выяснили биологи RIKEN. Это может предложить недорогой способ сделать сельскохозяйственные культуры более устойчивыми к последствиям изменения климата.

Глобальное потепление увеличивает риск потери урожая из-за жары по всему миру. Поиск методов снижения этих потерь может помочь защитить устойчивость сельского хозяйства.

Генная инженерия — мощный метод для этого, но также существует большая потребность в менее технологичных решениях, которые проще и дешевле внедрить. «Нам нужно разрабатывать новые, простые и менее дорогие технологии, потому что генетически модифицированные растения доступны не во всех странах», — отмечает Мотоаки Секи из Центра устойчивых ресурсов RIKEN.

Предварительная обработка культур безопасными химическими соединениями — многообещающий подход. Учёные исследуют этот подход, изучая способность различных химических веществ повышать устойчивость растений к экологическим стрессам.

Теперь Секи и его коллеги обнаружили, что простое нанесение этанола на растения до теплового воздействия может повысить их термоустойчивость. «Внешнее применение этанола может быть простым, дешёвым и эффективным способом повысить термоустойчивость у различных растений», — говорит Секи.

Команда подвергала салат и резуховидку Таля (Arabidopsis thaliana) воздействию низкой концентрации этанола в почве в течение нескольких дней. Затем обработанные и необработанные контрольные растения кратковременно выращивали при температурах, достаточно высоких, чтобы вызвать тепловой стресс. Выжило только 10% необработанных растений, тогда как выжило до 70% обработанных, что указывает на очень значительный положительный эффект этанола.

Исследователи также получили ключи к пониманию молекулярных механизмов этого эффекта. Они идентифицировали набор генов и биохимических процессов, активируемых обработкой этанолом.

Одна из особенностей ответа — повышенная продукция белка под названием Binding Protein-3, который участвует в адаптации к стрессу в органелле, называемой эндоплазматическим ретикулумом. Этот стрессовый ответ известен как ответ на развёрнутые белки, поскольку он смягчает последствия неправильного сворачивания белков, которое может происходить во время экологического стресса.

Секи и его команда намерены получить дальнейшее представление о механизме. «Хотя мы обнаружили, что в процесс вовлечён ответ на развёрнутые белки, теперь нам необходимо провести дальнейшие исследования, чтобы раскрыть неизвестные аспекты сети, опосредованной этанолом, для адаптации к экологическому стрессу», — говорит Секи. Углубление знаний о механизме может выявить способы усиления защитного эффекта и, возможно, его тонкой настройки для пользы более широкого круга видов.

Исследование опубликовано в Plant Molecular Biology.