Ученые выяснили, как растения чувствуют температуру

Растения, в отличие от животных, не могут укрыться от жары. Температура влияет на их распространение, время цветения, урожайность и устойчивость к болезням.

«Важно понимать, как растения реагируют на температуру, чтобы не только прогнозировать будущую доступность пищи, но и разрабатывать новые технологии, помогающие растениям справляться с потеплением», — говорит Менг Чен, доцент клеточной биологии Калифорнийского университета в Риверсайде.

В статье в Nature Communications Чен и его коллеги описывают генетические триггеры, подготавливающие растения к росту в разных температурных условиях, на примере модельного растения Arabidopsis.

• Растения растут в соответствии с циркадными ритмами, контролируемыми сезонами.
• Согласно старой теории, Arabidopsis чувствует повышение температуры вечером. Однако в природе это зимнее растение вряд ли столкнется с высокой температурой ночью.
• Команда Чена исследовала роль фитохрома B при 21°C и 27°C в условиях красного света, чтобы исключить влияние других длин волн.
• Результат: «В этих условиях мы видим надежный ответ. Работа показывает, что фитохром B является датчиком температуры днем летом. Без этого фоторецептора реакция у растений значительно снижается».

Кроме того, исследование указывает на ключевую роль транскрипционного активатора HEMERA, который включает гены, контролирующие рост растений в ответ на температуру.

«Мы нашли главный контрольный механизм для восприятия температуры у растений. HEMERA консервативна у всех растений — от мхов до цветковых», — заявил Чен.

Ученый отмечает, что не все растения могут реагировать так же, как Arabidopsis. Перед применением этих знаний необходимо изучить, как температурно-сигнальный путь ведет себя в разных системах. Команда планирует усложнить эксперименты, например, изучить реакцию пути при белом свете или в условиях смены дня и ночи.

«Чтобы справиться с быстрыми изменениями температуры, связанными с глобальным потеплением, нам, возможно, придется помочь природе эволюционировать сельскохозяйственным культурам для адаптации к новой среде. Это потребует молекулярного понимания того, как растения ощущают и реагируют на температуру», — заключил Чен.