Что нужно растениям, чтобы выдержать засуху
Потепление климата может привести к более частым засухам, что влияет на биоразнообразие и сельское хозяйство. Понимание адаптации растений к засухе важно для выращивания более устойчивых культур.
Два ключевых фактора устойчивости
По словам профессора Торстена Хамманна, на способность растений противостоять засухе влияют два фактора:
- Жёсткие клеточные стенки, окружающие клетки растений, которые обеспечивают структурную поддержку и уменьшают потерю воды.
- Абсцизовая кислота — гормон, регулирующий адаптацию к засухе у всех наземных растений.
О процессах, активирующих выработку абсцизовой кислоты и регулирующих жёсткость клеточной стенки, известно мало.
Исследование с новой технологией
Группа Хамманна исследовала два модельных растения: резуховидку Таля (Arabidopsis thaliana) и горох посевной (Pisum sativum). Они адаптировали Бриллюэновскую спектроскопию — метод микроскопии из материаловедения — для изучения крошечных флуктуаций внутри растительных клеток, влияющих на жёсткость клеточной стенки.
Ключевое открытие: роль молекулы THE1
Исследователи идентифицировали молекулярный компонент THE1 (Theseus1), который необходим для модуляции как жёсткости клеточной стенки, так и производства абсцизовой кислоты.
Более того, было установлено, что интактные (неповреждённые) клеточные стенки абсолютно необходимы для выработки абсцизовой кислоты у изученных растений. Без целых клеточных стенок адаптационная способность растений не работает.
Значение для сельского хозяйства
Эти результаты, опубликованные в журнале PNAS, дают новое понимание механизмов адаптации растений к изменяющейся среде. Знание этих процессов позволяет использовать научно обоснованные подходы для повышения урожайности и выведения культур, лучше переносящих засуху.