Растения могут адаптировать свой лигнин с помощью "химически кодирующих" ферментов для противостояния изменению климата

Новое исследование показывает, как растения "кодируют" специфическую химию своего лигнина, чтобы расти высокими в условиях изменения климата: каждая растительная клетка использует разные комбинации ферментов LACCASE для создания специфической химии лигнина. Эти результаты можно использовать как в сельском хозяйстве, так и в лесном хозяйстве для отбора растений с наилучшей химией для сопротивления климатическим вызовам.

Лигнин — важный поглотитель углерода для окружающей среды, так как он хранит около 30% всего углерода на планете. Он позволяет растениям гидратироваться и достигать огромной высоты до 100 метров; без лигнина растения не могли бы расти и выживать при изменении климата. На клеточном уровне специфическая химия лигнина регулирует механическую прочность и водонепроницаемость для поддержки роста и выживания растений.

Учёные из Стокгольмского университета недавно продемонстрировали, что лигнин имеет химический "код", который адаптируется на клеточном уровне для выполнения различных функций в растениях. Однако оставалось неизвестным, как каждая клетка "кодирует" специфическую химию лигнина.

Исследователи из Департамента экологии, окружающей среды и ботаники (DEEP) Стокгольмского университета под руководством Эдуарда Песке, адъюнкт-профессора молекулярной физиологии растений и старшего автора исследования, показали, что разные ферменты LACCASE используются каждой клеткой для настройки своего "химического кода" лигнина, чтобы противостоять стрессам, таким как засуха или ветер.

Исследование наконец показывает, как лигнин пространственно контролируется на нанометровом уровне в каждой растительной клетке. Эти открытия можно использовать как в сельском хозяйстве, так и в лесном хозяйстве для отбора растений с химией лигнина, которая лучше сопротивляется будущим климатическим вызовам.

"Контроль химии лигнина на клеточном уровне — это в конечном счёте механизм, позволяющий растениям расти, гидратироваться и противостоять стрессам от изменения климата. Эти результаты наконец демонстрируют, как контролируется химия лигнина, и открывают большие возможности для отбора растений по их лигниновому коду, чтобы улучшить устойчивость сельскохозяйственных культур и деревьев к проблемам с доступностью воды", — говорит Эдуард Песке.

Исследование опубликовано в журнале The Plant Cell.