Роль оксида азота в ветвлении корней: новые данные

Структура и пластичность корневой системы критически важны для роста и урожайности сельскохозяйственных растений. Ключевой элемент этой структуры — боковые корни, которые отходят от главного корня подобно ветвям дерева. Их формирование регулируется сложным комплексом сигналов: доступностью воды и питательных веществ, гормональными сигналами и внешними стимулами.

Оксид азота (NO) — известная сигнальная молекула у растений и животных, играющая важную роль в формировании корневой системы. Многочисленные исследования подтверждают его необходимость для развития боковых корней у томатов, риса, кукурузы, люпина и Arabidopsis.

Однако новое исследование под руководством учёных из Национального автономного университета Мексики и Автономного университета штата Морелос (Мексика) пересмотрело влияние NO на этот процесс. Учёные обрабатывали Arabidopsis thaliana донором оксида азота (нитропруссидом натрия) и анализировали инициацию боковых корней с помощью нового параметра — индекса инициации боковых корней (lateral root initiation index).

Ключевой вывод: оксид азота обладает двойным действием на ветвление корней. В пределах одной корневой системы он может как стимулировать, так и подавлять образование боковых корней в разных её частях, в зависимости от времени их формирования.

• В частях первичного корня, сформировавшихся до обработки NO, наблюдалось усиление образования боковых корней.
• В частях первичного корня, начавших формироваться во время обработки, было отмечено сильное подавление образования новых боковых корней (de novo laterals).

Новый параметр — индекс инициации боковых корней — позволяет нормализовать данные по росту корней с учётом различий в размерах клеток и получить более точную оценку. Именно с его помощью в данном исследовании были выявлены ингибирующие эффекты NO.

«Этот индекс предоставляет исследователям возможность раскрыть скрытую, но важную информацию об инициации и ветвлении корней», — отмечает руководитель работы доктор Дубровский. — «Его можно использовать для любых сельскохозяйственных растений, и мы надеемся, что научное сообщество оценит его ценность и простоту применения».

Исследование доступно для бесплатного ознакомления в октябрьском выпуске журнала Applications in Plant Sciences.