Почему растения не получают солнечных ожогов?

Растения зависят от солнечного света для фотосинтеза, но при этом должны защищаться от повреждающего ультрафиолетового (УФ) излучения. Короткий ответ: они производят собственный солнцезащитный крем.

Угроза УФ-излучения

Избыток УФ-излучения, особенно коротковолнового УФ-B, может повредить фотосинтез, снизить рост и урожайность сельскохозяйственных культур. Эта проблема стала особенно актуальной в 1980-1990-х годах из-за угрозы истощения стратосферного озонового слоя.

Естественная защита растений

Защита обеспечивается набором природных растительных химических веществ, в основном фенольных соединений. Они действуют как естественные солнцезащитные кремы, сильно поглощая УФ, но не те длины волн, которые необходимы для фотосинтеза.

Уровень этих соединений варьируется:

• Некоторые растения (часто из тропиков или высокогорья) имеют высокий постоянный уровень защиты.
• Другие производят "солнцезащитный крем" только при воздействии более высоких уровней УФ-B, что аналогично загару у человека.

Как растения чувствуют УФ-излучение?

Ключевую роль играет белок UVR8 (UV resistance locus 8). Растения, лишенные UVR8, не могут индуцировать защитные соединения и сильно повреждаются УФ-излучением в летнем солнечном свете.

Новое исследование Университета Женевы показало, что реакции на УФ-B зависят от взаимодействий между UVR8 и другим белком — COP1 (constitutively photomorphogenic 1). Эта система взаимодействует с другими молекулами (HY5, SPA и RUP) в клетках растений, посылая сигнал, который контролирует накопление защитных фенольных соединений в ответ на УФ-B.

Значение для сельского хозяйства

Воздействие УФ-B — это не только угроза, но и сигнал, который меняет химический состав растений:

• Повышает устойчивость к вредителям и болезням.
• Улучшает цвет, вкус и аромат фруктов, овощей и цветов.
• Увеличивает уровень растительных химических веществ, ценных для питания человека.

Понимание этих механизмов позволяет использовать знания для производства более устойчивых сельскохозяйственных культур, улучшения их качества и сокращения использования пестицидов.