Сдерживание роста растений в высоту может повысить урожайность

В борьбе за выживание в лесу побеждают самые высокие деревья, которые тянутся к свету и затеняют конкурентов. Кукуруза и другие растения также тратят драгоценную энергию на рост в высоту, когда соседние растения начинают их затенять.

Учёный-растениевод из Университета штата Мичиган (MSU) Беронда Монтгомери ищет ключ к пониманию процессов, стимулирующих рост стебля в ущерб производству семян, цветов и листьев. В июле 2009 года Монтгомери получила четырёхлетний грант Национального научного фонда (NSF) на сумму $765,249 в рамках Закона о восстановлении и реинвестировании американской экономики 2009 года для изучения этого процесса.

Её команда из 12 учёных и студентов будет работать с ферментом, который, как было обнаружено, расщепляет части белков, контролирующих жизненные процессы, такие как рост стебля. В качестве модельного растения они используют Arabidopsis thaliana (резуховидку Таля). Это первое растение, чей геном был полностью секвенирован, и оно стало ботаническим эквивалентом лабораторной мыши.

Белки, которые изучаются в этом исследовании, называются фитохромами. Растения умело используют солнечный свет для определения времени года и даже времени суток, используя фитохромы для запуска роста, времени цветения и других процессов. Однако эти белки чувствительны только к определённым частям светового спектра.

• Красный свет способствует фотосинтезу и созданию энергии, но, как правило, поглощается листьями соседних растений.
• Окружение, богатое дальним красным светом, сигнализирует растению, что оно в тени, и ему нужно расти выше, чтобы обогнать соседа.

Ожидается, что это исследование значительно углубит понимание сложных фитохром-зависимых сигнальных путей у высших растений. Применение таких исследований может напрямую повлиять на продуктивность сельскохозяйственных культур. Например, кукурузу можно будет побудить тратить больше энергии на производство початков и зёрен, а не на рост стебля.