Не просто кирпичик в (клеточной) стенке растения
Новое исследование раскрывает ключевые этапы контроля роста растений, показывая, как сборка компонентов клеточной стенки регулирует рост корневых волосков. Корневые волоски — важные структуры, позволяющие растениям поглощать из почвы необходимые питательные вещества и воду. Эта работа поможет повысить устойчивость австралийских отраслей, основанных на растениях, таких как сельское хозяйство, садоводство и лесное хозяйство.
Соавтор работы профессор Тони Бачич из ARC Центра передового опыта в области клеточных стенок растений Школы ботаники и Института Bio21 Мельбурнского университета заявил, что клеточные стенки растений (биомасса растений) представляют собой крупнейший в мире возобновляемый ресурс.
«Науки о растениях стали основным новым драйвером международных исследований из-за их ключевой роли в качестве возобновляемых источников транспортного топлива, функциональных продуктов питания для улучшения здоровья человека и источника сырья для промышленных процессов», — сказал он.
Исследование будет опубликовано в следующем выпуске международного журнала Science.
Большинство корней растений покрыто тонкими корневыми волосками, которые ищут питательные вещества в почве и увеличивают площадь поверхности корней, позволяя поглощать больше воды и питательных веществ.
«Корневой волосок, следовательно, очень важен, и эта работа может найти применение для растений, растущих на сухих и бедных питательными веществами почвах, поскольку им необходимо оптимизировать поглощение питательных веществ и воды», — отметил профессор Бачич.
Корневой волосок — это единственная трубчатая клетка, которая растет из поверхности корня растения и окружена стенкой, богатой сложными углеводами и гликопротеинами. Эта стенка окружает клетку, укрепляя её, подобно строительным лесам.
Чтобы изучить рост корневых волосков, международная междисциплинарная команда исследователей из Аргентины, Австралии, США, Дании и Бразилии нацелилась на гены, участвующие в производстве гликопротеинов стенки в модельном лабораторном растении Arabidopsis.
Команда идентифицировала три группы генов, необходимых для сборки гликопротеина клеточной стенки, называемого экстенсином. Когда функционирование генов блокировали, рост корневых волосков задерживался. Без этих гликопротеинов-«лесов» и их полных сахарных «украшений» они не формируют правильную молекулярную структуру, необходимую для роста корневых волосков. Следующим важным вопросом, который предстоит решить, является то, что контролирует экспрессию этих генов.
«Это исследование углубляет наше фундаментальное понимание роста растений, нашего основного возобновляемого ресурса, и было бы невозможно без нашего международного сотрудничества через ARC Центр передового опыта в области клеточных стенок растений», — сказал профессор Бачич.