Растения, устойчивые к гормону стресса, оказались засухоустойчивыми

Согласно новому исследованию, опубликованному в eLife, признак, который считался делающим растения чувствительными к засухе, может быть ключом к их лучшей устойчивости к ней.

Растения, устойчивые к гормону абсцизовой кислоте (ABA), до сих пор считались плохо переносящими засуху. Однако учёные из Института науки Карнеги обнаружили устойчивые к ABA разновидности, которые растут лучше обычных соседей при нехватке воды. Исследование предполагает, что селекционерам стоит изучить их на наличие признаков «оставаться зелёными» (stay green).

«Когда селекционеры ищут растения, способные выдерживать засуху, они отбраковывают те, что устойчивы к ABA. Но наши данные показывают, что подмножество таких растений может стать отличным источником засухоустойчивого материала», — говорит профессор Кэтрин Бартон.

Засуха и ABA запускают у растения несколько стратегий сохранения воды: закрываются устьица на листьях, замедляется рост, некоторые листья желтеют и опадают. Новое исследование идентифицирует белок как агент, замедляющий рост и вызывающий пожелтение листьев. Команда переименовала этот белок в ABA INSENSITIVE GROWTH 1 (ABIG1), отразив его ранее неизвестную роль в подавлении роста растений.

Растения с белком ABIG1 и без него выращивали и поливали 34 дня, а с 35-го дня воду не давали 17 дней. Неполиваемые растения без критически важного белка ABIG1 сохраняли вдвое больше зелёных листьев, оставались в вертикальном положении и имели более здоровую корневую систему. Растения с белком ABIG1 желтели, теряли листья и полегали.

Бартон и коллеги предполагают, что снижение количества ABIG1 в растении повышает порог, при котором растение запускает радикальные меры по сохранению воды. Повышение этого порога может быть одним из способов выведения растений, которые остаются зелёными и продолжают расти во время кратковременных засух.

Признаки «оставаться зелёными» уже внедрены в такие культуры, как сорго и рис, для сохранения урожая в условиях засухи. Растения, сохраняющие листья, могут продолжать питать полезные для человека части (например, семена). Пока неизвестно, какие молекулы лежат в основе этого признака. Работа Бартон и коллег предполагает, что ABIG1 может быть частью ответа.

«Способность изученных нами растений дольше оставаться зелёными и сохранять вертикальный побег даже после более чем двух недель без воды — это захватывающее открытие, которое может привести к созданию более засухоустойчивых сортов», — говорит Бартон.

Её команда уже проводит эксперименты, чтобы выяснить, приведёт ли снижение количества гомолога ABIG1 у кукурузы (третьей по важности зерновой культуры в мире) к появлению аналогичных «остающихся зелёными» растений.