Новое понимание того, как растения справляются со стрессом — главным врагом урожайности
Исследователи из Университета штата Айова (ISU) обнаружили новый элемент пути, с помощью которого растения активируют реакцию на стресс окружающей среды, такой как засуха, жара или наводнение. Эти факторы влияют на урожайность сильнее, чем вредители и болезни.
Ключевой механизм: контроль качества в эндоплазматическом ретикулуме (ER)
- В клетках растения белки производятся и транспортируются через ER.
- В нормальных условиях белки правильно сворачиваются в свою трёхмерную структуру.
- При стрессе образуются неправильно свёрнутые или развёрнутые белки.
Тревога и ответ
Встроенная система контроля качества в ER распознаёт проблему и включает "сигнал тревоги". В ответ белок IRE1 разрезает определённую молекулу РНК, а затем сшивает её в другой последовательности.
Это событие "разрезания и сшивания" активирует каскад генов стрессового ответа. Их продукты запускают внутренние защитные меры, помогающие растению выжить.
Компромисс: выживание vs. рост
"Ответы, активируемые в условиях стресса, фактически тормозят рост растений", — пояснил профессор Стивен Хауэлл. Это позволяет им экономить энергию для выживания.
Для диких растений это тактика выживания. Однако в сельскохозяйственных культурах такая реакция снижает урожайность.
Перспектива для сельского хозяйства
С новым пониманием этого пути следующим шагом может стать попытка "отключить" систему тревоги. "Возможно, важно отключить некоторые из этих стрессовых ответов", — сказал Хауэлл. — "Это может сделать растение более продуктивным в стрессовых условиях".
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.