Учёные раскрыли механизмы активации адаптации сои к засоленной почве
Из-за изменения климата, повышения уровня моря, расширения засушливых земель и истощения грунтовых вод сельскохозяйственные земли становятся более засоленными. Учёные ищут способы повысить устойчивость сельскохозяйственных культур к солевому стрессу для обеспечения продовольственной безопасности.
Профессор Мей-Лен Чай и доктор Терри Шу-Чунг Лунг из Школы биологических наук Гонконгского университета раскрыли молекулярные механизмы, активирующие адаптивные изменения сои при засолении. Результаты опубликованы в журнале The Plant Cell.
Ключевые открытия
Исследуя корни сои в солевом растворе, команда обнаружила, что белки ACBP3 и ACBP4 класса II появляются в усечённой форме в первые часы обработки.
Причина: их пре-мРНК подвергаются альтернативному сплайсингу — явлению, впервые наблюдаемому для растительных ACBP.
Эффект:
- Усечённые формы ACBP3 и ACBP4 повышают солеустойчивость у трансгенных растений Arabidopsis и сои.
- Нативные (полноразмерные) формы этих белков, наоборот, повышают чувствительность к соли.
Предложенный механизм
На основе микроскопических, молекулярных и биохимических анализов предложена модель, объясняющая роль ACBP3 и ACBP4 в активации оксилипиновых сигналов и их взаимодействии с фосфатидной кислотой.
Краткое объяснение профессора Чай:
"Сигналы оксилипинов генерируются липоксигеназами. В нормальных условиях эти ферменты неактивны, находясь в обратимом комплексе с ACBP и ацил-КоА. При засолении ферменты активируются, когда фосфатидная кислота и усечённые ACBP конкурируют за связывание с компонентами этого комплекса, что в итоге приводит к его диссоциации."
Перспективы
Исследователи планируют изучить другие компоненты механизма оксилипиновой сигнализации и исследуют потенциал генной инженерии для повышения солеустойчивости сои и других культур. Успех этого подхода может смягчить влияние засоления почв на урожайность.