Как гормоны растений помогают им выживать в экстремальных условиях?

Статья в журнале Trends in Plant Science пересматривает и классифицирует функции 10 известных на сегодня групп растительных гормонов — молекул, жизненно важных для растений и имеющих различные сельскохозяйственные применения.

Иерархия в мире фитогормонов

Растительные гормоны — это органические молекулы, присутствующие в очень низких концентрациях. Они связываются со специфическими рецепторами, инициируя сигнальный каскад, и могут транспортироваться на большие расстояния.

Исследование рассматривает 10 групп гормонов: ауксины, гиббереллины, цитокинины, абсцизовая кислота (ABA), этилен, салицилаты, жасмонаты, брассиностероиды, пептидные гормоны и стриголактоны.

Автор предлагает иерархию:

• Уровень 1: Ауксины, цитокинины и гиббереллины — наиболее важны для роста и развития.
• Уровень 2: ABA, этилен, салицилаты и жасмонаты — модулируют ответ на изменения окружающей среды и определяют реакцию на стресс.
• Уровень 3: Брассиностероиды, пептидные гормоны и стриголактоны — обеспечивают гибкость и оптимальные ответы в широком диапазоне ситуаций.

В условиях водного стресса особенно важны этилен и ABA. ABA отвечает за закрытие устьиц и другие реакции для преодоления дефицита воды и предотвращения обезвоживания.

Кандидаты в фитогормоны

Некоторые молекулы пока не соответствуют всем критериям, чтобы считаться гормонами:

• Мелатонин: Соответствует требованиям, но идентификация рецептора (пока описан только PMTR1 у Arabidopsis thaliana) находится на ранней стадии.
• Гамма-аминомасляная кислота (GABA): Рецептор в растениях ещё не идентифицирован. Она действует, модулируя каналы, и, будучи нейромедиатором и гормоном у животных, таковым у растений пока не считается.

Эволюция и перспективы

Восемь из десяти групп гормонов присутствовали ещё до появления сосудистых растений. Цитокинины, некоторые пептидные гормоны и этилен были у водорослей, а ауксины, ABA, салицилаты, жасмонаты и стриголактоны — у мохообразных.

В будущем необходимо углубить знания о малоизученных фитогормонах (стриголактоны, брассиностероиды, пептидные гормоны), исследовать их взаимодействие и статус таких молекул, как мелатонин и GABA. Это важно как для фундаментальной биологии, так и для сельского хозяйства и биотехнологии.