Как гормоны помогают корням искать воду глубже: ключ к засухоустойчивым культурам
Ученые из Университета Ноттингема и Шанхайского университета Цзяотун обнаружили механизм, с помощью которого растения адаптируют свои корневые системы к засухе, направляя их рост под более крутым углом вглубь почвы для доступа к глубоким запасам воды. Результаты опубликованы в Current Biology.
Исследование показывает, как абсцизовая кислота (ABA) и ауксин — ключевые растительные гормоны — совместно регулируют угол роста корней. Это открытие предлагает потенциальную стратегию для создания засухоустойчивых культур с улучшенной архитектурой корневой системы.
Почему это важно?
Засуха — серьезная угроза глобальной продовольственной безопасности. За последнее десятилетие она нанесла ущерб сельскому хозяйству примерно в $30 млрд. В условиях роста населения и истощения запасов пресной воды разработка устойчивых к засухе культур имеет первостепенное значение.
Как работает механизм?
В условиях засухи вода исчезает из верхних слоев почвы, оставаясь доступной лишь в глубоких горизонтах. Ученые выявили новый механизм, при котором ABA стимулирует выработку ауксина. Ауксин, в свою очередь, усиливает гравитропизм корней — их способность расти вниз под действием силы тяжести, что приводит к формированию более крутых углов роста.
Экспериментальное подтверждение
- Растения с генетическими мутациями, блокирующими выработку ABA, имели более пологие корни и слабую реакцию изгиба на гравитацию по сравнению с нормальными растениями.
- Эти дефекты были связаны с пониженным уровнем ауксина в корнях.
- Внешнее добавление ауксина восстановило нормальный рост корней у мутантов, подтвердив ключевую роль этого гормона в процессе.
Полученные данные были воспроизведены на рисе и кукурузе, что позволяет предположить, что этот механизм может быть общим для других зерновых культур.
Перспективы
Как отметил один из ведущих авторов работы, доктор Рахул Бхосал: «Чем больше мы понимаем механизмы, контролирующие рост растений, тем ближе мы к разработке систем, которые помогут растениям адаптироваться и повысить урожайность во время засух».