Суберин — ключевой восковой компонент растений для поглощения воды и питательных веществ
Ученый из Университета Пердью, подтверждая давнюю теорию о том, что суберин блокирует поглощение воды и питательных веществ в растениях, узнал больше о том, как можно манипулировать этим веществом для улучшения питания растений.
Дэвид Е. Солт, профессор молекулярной физиологии растений, обнаружил мутантную форму растения Arabidopsis — enhanced suberin 1 или ESB1 — с удвоенным количеством суберина по сравнению с дикими разновидностями. Это дало возможность проверить теорию о том, что этот восковой слой между клетками корней действует как барьер для движения воды. Результаты исследования Солта были опубликованы 22 мая в ранней онлайн-версии журнала PLoS Genetics.
Используя растение с удвоенным количеством суберина, Солт показал, что у него активируется защитный механизм против увядания. Поскольку суберин ограничивал поглощение воды, растение уменьшало транспирацию (испарение воды с листьев).
Для дальнейшего доказательства теории Солт смог привить побеги диких растений на мутантные корни и наоборот. Состав питательных веществ в побегах менялся, отражая влияние суберина в корнях на способность растений к поглощению.
Суберин действует как фильтр, блокируя прохождение воды через клеточные стенки (апопластический путь). Чем больше суберина, тем труднее питательным веществам проходить этим путем. Другие питательные вещества используют симпластический путь, перемещаясь через цитоплазму клеток.
В экспериментах растения с большим количеством суберина имели меньше кальция, марганца и цинка в листьях, что означает значительную долю апопластического поглощения этих элементов. Концентрации натрия, серы, селена, молибдена и мышьяка были выше, что указывает на их преимущественно симпластическое поглощение.
Растения с повышенным суберином (который снижал транспирацию) использовали поглощенную воду более эффективно. Солт заявил, что растения можно генетически модифицировать для получения специфического количества суберина, чтобы они легче поглощали полезные питательные вещества и использовали меньше воды более эффективным образом.
Исследование финансировалось Национальным научным фондом (NSF). Следующий шаг — определение роли гена ESB1 в биосинтезе суберина.