Растительные гормоны защищают от мороза

Ученые из Технического университета Мюнхена (TUM) в сотрудничестве с Центром Гельмгольца в Мюнхене и Университетом Ноттингема обнаружили, что брассиностероиды, ранее известные в основном как гормоны роста, повышают устойчивость растений к заморозкам.

Исследование проводилось на модельном растении резуховидке Таля (Arabidopsis thaliana). Ученые подвергали растения медленно понижающимся температурам.

Результаты экспериментов:

• Дикие типы растений: при понижении температуры изменяли экспрессию генов, замедляли рост и повышали шансы на выживание.
• Генетически модифицированные растения (неспособные синтезировать или распознавать брассиностероиды): показывали явные признаки повреждений уже при -6°C, в то время как дикие сорта часто выживали.

Механизм действия:

Брассиностероиды повышают морозостойкость, регулируя белок CESTA. Этот белок через сигнальный каскад контролирует экспрессию генов, что влияет на белковый состав клеток. В частности, это приводит к изменению состава жирных кислот. Растение накапливает своего рода «молекулярный зимний жир», защищающий от повреждений холодом.

Практическое значение:

Открытие особенно актуально в условиях изменения климата, которое увеличивает риск ранних и поздних заморозков, ведущих к потерям урожая.

• Традиционная селекция на устойчивость к холоду была малоуспешной, так как устойчивость часто связана с замедленным ростом.
• Брассиностероиды одновременно стимулируют рост и повышают холодоустойчивость, открывая новые возможности для селекции.
• Опрыскивание сельскохозяйственных культур брассиностероидами может стать жизнеспособным методом для достижения обоих эффектов.

Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).