Белок-переносчик кальция в растениях: ключ к борьбе с вершинной гнилью

Ежегодные потери урожая из-за плохого распределения кальция в сельскохозяйственных культурах наносят существенный экономический ущерб. Корейско-швейцарская исследовательская группа под совместным руководством физиологов растений из Университета Цюриха идентифицировала белок, регулирующий транспорт кальция от корня растения к побегу. Для селекции растений этот специфический транспортный белок представляет собой первый шаг к исправлению симптомов дефицита у пищевых культур.

Вершинная гниль томатов и огурцов, горькая ямчатость яблок — эти дефекты плодов и овощей не только ухудшают вкус, но и приводят к значительным потерям урожая. Характерные пятна и точки связаны с недостаточным поглощением кальция или нарушением его транспорта внутри растения. Повреждения могут возникать даже при достаточном содержании кальция в почве.

Команда учёных из Университета Цюриха и Пхоханского университета науки и технологий впервые идентифицировала белок, ответственный за транспорт кальция от корня к побегу. «Без этого транспортного белка растения демонстрируют замедленный рост», — поясняет Энрико Мартинойя, профессор молекулярной физиологии растений в Университете Цюриха.

Кальций обеспечивает стабильность клеточных стенок растений и передает сигналы внутри клеток. Концентрация кальция в растении варьируется в зависимости от области, что требует сложных механизмов регуляции и транспорта. До недавнего времени было в основном неизвестно, как и из какой ткани ионы кальция поглощаются корнями и транспортируются к побегу. Чтобы ответить на эти вопросы, учёные исследовали культивируемое растение Brassica juncea (горчица сарептская) и модельное растение Arabidopsis thaliana (резуховидка Таля). Исследователи идентифицировали специфический транспортный белок, который перемещает ионы кальция из корня в побег.

В статье, недавно опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, они также показывают, что поглощение кальция происходит через эпидермис корня, а не через эндодерму, как предполагалось ранее. Идентификация транспортного белка для кальция — это первый шаг к устранению серьёзных симптомов дефицита у пищевых растений.