Как корни растений находят воду: открыт молекулярный механизм

Новое исследование раскрыло, как корни растений чувствуют доступность влаги в почве и адаптируют свою форму для оптимизации поглощения воды. Это открытие может позволить вывести сельскохозяйственные культуры, более устойчивые к изменениям климата, таким как нехватка воды, и обеспечить продовольственную безопасность в будущем.

Результаты, опубликованные в журнале Science, описывают новый молекулярный механизм, открытый совместными группами из университетов Ноттингема и Дарема при финансировании BBSRC.

Гидропаттернинг корней

Ветвление корней происходит только при прямом контакте с влагой в почве благодаря адаптивному ответу, названному «гидропаттернинг». Учёные обнаружили, что этот процесс контролируется мастер-геном ветвления ARF7. Корни растений, лишённые ARF7, теряли способность к гидропаттернингу.

Механизм работы:

• При контакте с влагой ARF7 остаётся активным и способствует ветвлению корней.
• При контакте с воздухом ARF7 модифицируется и инактивируется, блокируя образование боковых корней.

Значение открытия

Профессор Ари Саданандом (Даремский университет) отметил, что это открытие позволяет в будущем адаптировать взаимодействие белков, чтобы создать растения, способные ветвиться даже в условиях нехватки воды.

Профессор Малкольм Беннетт (Ноттингемский университет) подчеркнул, что понимание того, как растения чувствуют воду, долго ускользало от учёных. Это открытие — важный шаг вперёд для селекционеров, позволяющий разрабатывать новые культуры, лучше приспособленные к изменению климата.

Разработка культур с повышенной эффективностью поглощения воды и питательных веществ — ключевое решение для удвоения производства продовольствия к 2050 году в условиях изменения климата и необходимости экологически устойчивого сельского хозяйства.