Новая стратегия на основе салициловой кислоты может сбалансировать устойчивость к болезням и рост растений
Исследователи из Университета Джорджии определили перспективный подход к решению давней проблемы для генетиков растений: баланса между устойчивостью к болезням и ростом.
Это открытие может помочь защитить растения от болезней в будущем, одновременно способствуя повышению урожайности биомассы для поддержания устойчивых продовольственных запасов, производства биотоплива, древесины и многого другого. Исследование опубликовано в журнале The Plant Cell.
Салициловая кислота усиливает устойчивость, но подавляет рост
Салициловая кислота — хорошо известный растительный гормон, играющий жизненно важную роль в усилении устойчивости к болезням и толерантности к стрессам, таким как экстремальные температуры.
Однако повышенный уровень салициловой кислоты, как правило, подавляет рост растений, что затрудняет применение стратегий защиты на её основе в сельском хозяйстве.
Ключ к решению — в генах, реагирующих на холод
Изначально, создав генетически модифицированную модель растения (резуховидку Таля) с повышенным уровнем салициловой кислоты, исследователи не заметили значительного компромисса в росте. Однако в некоторых партиях растения были очень маленькими.
Анализ показал корреляцию: более низкие температуры и холодная водопроводная вода для полива приводили к замедленному росту. Учёные обнаружили, что специфические гены, регулируемые холодом (cold-regulated genes), которые защищают растение от стрессов, негативно реагировали на салициловую кислоту.
Исследователям удалось смягчить влияние температуры, модифицировав эти гены, «отключив» их чувствительность к салициловой кислоте. В результате растения сохранили нормальный рост даже при повышенном уровне кислоты, а во многих случаях рост даже улучшился.
Перспективы для сельского хозяйства
Это открытие предлагает метод разделения подавления роста и защитного ответа, открывая путь для использования как салициловой кислоты, так и генов, регулируемых холодом, в сельском хозяйстве без ущерба для урожайности.
Команда уже расширяет исследования, тестируя этот подход на других культурах, таких как люцерна. Учёные будут проверять способность растений расти при ограниченном водоснабжении и питательных веществах. В случае успеха технология обещает создание климатоустойчивых сельскохозяйственных культур.