Гербицид может влиять на растения, считавшиеся устойчивыми

Исследователи из Университета Пердью обнаружили тонкий механизм регуляции роста корней растений, что заставило их усомниться в безопасности популярного гербицида. Он может иметь непреднамеренные последствия, заставляя некоторые растения потреблять больше воды или питательных веществ.

Профессор Ангус Мерфи и доцент Венди Пир изучают движение ауксина — гормона, необходимого для развития растений. Они показали, что белок ABCB4, ответственный за перенос ауксина в клетки, также удаляет гормон при его избыточном накоплении.

"Мы знали, что белок захватывает ауксин, но обнаружили, что он переключается на его удаление при достижении порогового уровня", — сказал Мерфи, чьи выводы были опубликованы в Plant Journal.

Этот механизм тонкой настройки важен для правильного развития корневых волосков — ответвлений от главного корня, через которые поступает большая часть воды и минералов.

"Корневые волоски выполняют всю тяжелую работу по доставке воды в растение, — сказала Пир. — А ABCB4 поддерживает правильный уровень ауксина для оптимального роста волосков".

Гербицид 2,4-D, являющийся синтетической формой ауксина, может непреднамеренно влиять на этот белок.

Гербицид используется для уничтожения двудольных сорняков, в то время как однодольные злаки (сорго, кукуруза) более устойчивы. Это связано с тем, что злаки инактивируют 2,4-D внутри растения, а двудольные — нет.

Однако ABCB4 находится на поверхности корня и может быть переключен в режим "только захват" (что отключает его способность удалять избыток ауксина) ещё до того, как 2,4-D будет инактивирован внутри растения. Это приводит к укорочению корневых волосков.

"Это говорит о том, что ABCB4 является неожиданной мишенью для действия 2,4-D, — сказал Мерфи. — Мы должны учитывать это с коммерческим внедрением устойчивой к 2,4-D сои и других двудольных культур".

Лабораторные тесты ABCB4 в дрожжах, клетках табака и человека, обработанных 2,4-D, показали, что белок может быть заблокирован в режиме захвата. Корневые волоски мутантных растений, у которых удалили ABCB4, не реагировали на применение 2,4-D.

"Было совершенно ясно, что в растении происходит то же самое, что и в клеточных культурах", — отметил Мерфи.

Выводы исследования подчеркивают важность методов внесения гербицида, ограничивающих его попадание в почву. Это необходимо, чтобы выращивание генетически модифицированных культур, устойчивых к 2,4-D, не потребовало дополнительных затрат удобрений и/или воды.