Уточнён механизм увядания растений
Исследователи из Университета Кобе воспроизвели реакцию образования вредных активных форм кислорода (АФК) в процессе фотосинтеза растений и выяснили один из механизмов их увядания. Это открытие может помочь в создании устойчивых к стрессам, таким как глобальное потепление, культур для стабильного снабжения продовольствием. Результаты опубликованы 2 марта в онлайн-версии журнала Plant Physiology.
Большинство растений зависит от фотосинтеза как основного источника энергии. Однако при избыточном поглощении световой энергии образуются вредные активные формы кислорода. Обычно растения нейтрализуют их с помощью ферментов. Но при стрессе (недостаток воды, избыток минералов) способность к фотосинтезу снижается, механизм удаления АФК не справляется, и растения увядают и погибают. Хотя было известно, что АФК образуются в хлоропластах, точное место и механизм оставались неясными.
Группа профессора Мияке выделила хлоропласты и тилакоидные мембраны из листьев и подвергла их избыточному освещению с помощью повторяющихся коротких импульсов. В результате частица "P700", поглощающая световую энергию в фотосистеме I, перестала функционировать, и образовались три типа АФК: супероксид-радикалы (O2-), гидроксил-радикалы (OH·) и синглетный кислород (1O2). Также было подтверждено, что ограничение потока электронов к фотосистеме I подавляет образование АФК.
Из-за таких факторов, как глобальное потепление, условия для жизни растений ухудшаются. "Раскрыв механизм образования АФК и часть его регуляции, мы открываем возможности для обеспечения стабильного снабжения продовольствием в условиях глобального потепления", — заявил профессор Мияке. Следующим шагом станет выяснение регуляторного механизма АФК на молекулярном уровне.