От теплицы к пустыне: Как рецептор этилена помогает розам переносить соль

Исследование раскрывает новый механизм у роз, при котором Tryptophan-rich sensory protein (TSPO) разрушает рецептор этилена ETHYLENE RESPONSE 3 (RhETR3), чтобы повысить солеустойчивость. Это открытие проливает свет на сложную взаимосвязь между сигнализацией этилена и реакцией на солевой стресс у растений, что может помочь в создании солеустойчивых культур.

Проблема засоления почв

Засоление почвы — серьёзная проблема, влияющая на рост растений и урожайность во всём мире. Розы, сильно зависящие от орошения, особенно уязвимы к солевому стрессу, который снижает их продуктивность и качество.

Роль этилена

Этилен — ключевой фитогормон, играющий важную роль в стрессовых реакциях растений, но его механизмы в регуляции солеустойчивости до конца не изучены.

Ключевое открытие

Учёные из Китайского сельскохозяйственного университета и Шэньчжэньского политехнического института в исследовании для Horticulture Research выяснили, как белок TSPO у роз разрушает рецептор этилена RhETR3, чтобы повысить солеустойчивость.

Механизм действия

  • При солевом стрессе TSPO опосредует деградацию рецептора RhETR3.
  • Это приводит к увеличению производства этилена.
  • Повышается экспрессия генов, связанных с солеустойчивостью, таких как ACC SYNTHASE1 (ACS1) и ACS2.
  • Это, в свою очередь, усиливает производство фактора ответа на этилен RhERF98.
  • Данный ответ облегчает удаление активных форм кислорода (ROS), улучшая общую устойчивость растения к солевому стрессу.

Экспериментальное подтверждение

  • Сайленсинг (подавление) RhETR3 привёл к более высокой солеустойчивости у роз.
  • Сайленсинг RhTSPO повысил чувствительность растений к засолению.
  • Исследования с оверэкспрессией подтвердили, что роль RhTSPO в стимулировании деградации RhETR3 критически важна для механизма солеустойчивости.
  • Совместная оверэкспрессия RhETR3 и RhTSPO смягчила негативные эффекты от оверэкспрессии одного только RhETR3, что подчёркивает баланс между этими белками.

Значение и перспективы

Как заявил старший исследователь доктор Сяофэн Чжоу, это открытие даёт ценное понимание пути передачи сигнала этилена и открывает новые возможности для создания генетически модифицированных растений, способных процветать в засоленных условиях.

Манипулируя модулем RhETR3–RhTSPO, селекционеры потенциально смогут создавать растения, сохраняющие продуктивность даже в суровых засолённых условиях, что важно для продовольственной безопасности и устойчивости экосистем.

2024-06-06