Растения экономят воду, подавляя рост корней во время засухи
Новое исследование под руководством Хосе Диннени из Института Карнеги раскрыло стратегию, которую используют злаки в условиях засухи. Работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ключевая роль коронных корней
- Исследование сосредоточено на злаках (кукуруза, сорго, сахарный тростник), которые критически важны для продовольствия, кормов и биотоплива.
- Основные пути поглощения воды у злаков — это коронные корни. Они уникальны для этого семейства растений и растут из побега у поверхности почвы.
- Коронные корни формируют постоянно расширяющуюся систему, которую авторы сравнивают с «магистралью», соединяющей почву с побегом.
Открытие: стратегия «экономии воды»
Команда Диннени (Хосе Себастьян, Мух-Чинг Йи и др.) обнаружила, что нехватка воды подавляет рост коронных корней у злаков.
- Коронная область растения служит датчиком доступности воды в верхнем слое почвы.
- При дефиците влаги развитие коронных корней замедляется, и растение поддерживает более ограниченную корневую систему.
Почему это происходит?
«Мы обнаружили, что эта реакция позволяет растению замедлить извлечение воды из почвы и сохранить эти резервы на будущее; что-то вроде растительной версии экономии», — объяснил Хосе Диннени.
Восстановление и селекция
- Ответная реакция обратима: при возвращении влаги в почву рост коронных корней быстро возобновляется.
- У культурных злаков (кукуруза, просо) подавление роста коронных корней выражено слабее, чем у их диких родственников.
- Это указывает, что в процессе селекции способность растений справляться с засухой была непреднамеренно изменена.
Значение для сельского хозяйства
Развитие коронных корней становится потенциальной мишенью для селекционеров, стремящихся повысить урожайность, особенно в условиях нехватки воды. Целенаправленная работа над этой реакцией на засуху может улучшить продуктивность культур и сохранить водные ресурсы.