Растительный пептид повышает устойчивость к засолению
Исследователи из Центра устойчивых ресурсов RIKEN (CSRS) обнаружили в растениях гормоноподобный пептид, который помогает повысить их устойчивость к избытку соли. Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, выявило несколько генов, повышающих солеустойчивость, наиболее эффективным из которых оказался небольшой ген, кодирующий пептид AT13.
Как и у животных, у растений есть автоматические защитные механизмы против физического стресса, включающие пептидные гормоны. Команда RIKEN CSRS начала поиск таких гормонов, связанных с солеустойчивостью, с помощью микрочипового анализа, чтобы найти малые кодирующие гены, экспрессия которых усиливалась в условиях высокого засоления.
Создав трансгенные линии растений, сверхэкспрессирующие эти гены, учёные обнаружили, что четыре из них показали лучшую устойчивость, чем контрольные растения. Наибольшую толерантность индуцировал ген AT13. Эксперименты показали, что уровень пептида AT13 естественным образом повышался при солевом стрессе.
Исследователи определили точную часть пептида, важную для его функции. Синтетически создав фрагменты пептида AtPep3, они выяснили, что обработка растений одним конкретным участком (AT13-5) была столь же эффективна для повышения устойчивости, как и трансгенная сверхэкспрессия всего гена.
«Пептиды — это природные соединения, которые безопаснее генетически модифицированных растений», — отмечает первый автор Кентаро Накаминами. «Кроме того, потенциальные добавки, изготовленные из синтетических пептидных фрагментов, будет легко применять к разным видам растений».
Эксперименты показали, что пептид AT13-5 не влиял на потерю воды растениями. Это означает, что он, вероятно, помогает растениям бороться с избытком натрия, который накапливается внутри них.
«Мы считаем, что у растений много пептидных гормонов, связанных с физиологическими функциями», — говорит Ханада. «Мы уверены, что анализ малых кодирующих генов или пептидных гормонов может дать новые цели для понимания биологии растений и повышения урожайности в условиях экологического стресса».