Прорыв в исследовании солеустойчивости растений
Исследователи из Университета Аделаиды совершили прорыв в изучении солеустойчивости растений, что может привести к созданию новых солеустойчивых сортов сельскохозяйственных культур и дать ответы на нерешённые вопросы в биологии растений.
Учёные, также представляющие Центр передового опыта ARC в области энергетической биологии растений и сотрудничающие со Школой медицины университета, обнаружили, что белок, известный своей ролью в контроле солевого баланса у животных, работает аналогичным образом и в растениях.
Исследование, опубликованное в журнале Plant Cell and Environment, показало, что в растениях, как и у животных, группа белков, тип «аквапорина», может транспортировать ионы соли, а также воду.
Долгое время было известно, что аквапорины действуют как поры, транспортируя воду через мембраны у растений и животных, и играют критическую роль в контроле содержания воды в клетках. Но до сих пор не было известно, что они могут делать то же самое с ионами натрия (солью).
«У животных аквапорины чрезвычайно важны для фильтрации воды в почках», — говорит руководитель проекта профессор Стив Тайерман. «В растениях они могут делать то же самое — фильтровать воду, проходящую через растение. Но при определённых условиях некоторые аквапорины также могут пропускать ионы натрия.
«Это может объяснить множество нерешённых проблем в биологии растений, например, как соль вообще попадает в растения».
Исследователи полагают, что эти «двуствольные» аквапорины могут быть теми неуловимыми белками, которые пропускают ионы натрия — токсичный компонент соли — в корни растений и из них. С начала 1990-х годов учёным было известно, что соль попадает в корни растений в засолённых условиях через поры в мембране, но идентичность этих пор оставалась загадкой. Этот конкретный аквапорин в изобилии присутствует на поверхности корней.
«Мы обнаружили, что он имеет характеристики, сходные со свойствами, ранее определёнными для пор, ответственных за транспорт ионов натрия», — говорит соавтор исследования доктор Кейтлин Бирт, научный сотрудник Школы сельского хозяйства, продовольствия и вина. «Это открытие открывает новые возможности для изменения реакции растений на условия высокой солёности и низкой влажности».
Исследователи заявляют, что это открытие поможет им найти способы блокировать путь соли в растения. А селекционеры смогут отбирать сорта с различиями в белке аквапорина.
Также есть захватывающие перспективы для понимания того, как функционируют растения. Открытие поможет учёным-растениеводам выяснить роль этих «двуствольных» аквапоринов в реакции корней на осмотический шок и солевой стресс, в дальнем транспорте воды в растениях и в контроле листьями поступления углекислого газа для фотосинтеза.