Стимуляция роста растений высоким уровнем CO₂ зависит от фосфорного гомеостаза в хлоропластах

Повышенный уровень углекислого газа в атмосфере стимулирует рост растений, но одновременно снижает их питательную ценность, что может иметь серьёзные последствия для глобальной продовольственной безопасности. Исследователи из Университета штата Мичиган обнаружили новый механизм адаптации растений к изменению климата.

Фосфор, используемый в качестве удобрения, необходим для роста растений, но его мировые запасы ограничены. «Мы не можем синтезировать его, как азотные удобрения», — отметил доцент Хатем Руашед.

Учёные наблюдали, что при воздействии повышенных уровней CO₂ содержание фосфора в побегах и листьях растений снижалось. Исследование на субклеточном уровне показало, что это адаптивный ответ: растения избегают перегрузки хлоропластов фосфором. Хлоропласты — это место фотосинтеза, где производится пища для роста растения.

Ключевое открытие: когда исследователи попытались заставить растение накапливать много фосфора в хлоропластах, его рост прекращался. Было обнаружено, что уровень фитиновой кислоты в растениях должен жёстко контролироваться, чтобы обеспечить рост в условиях повышенного CO₂. После превышения определённого порога фитиновой кислоты растения перестают расти.

«Эта работа впервые показывает, что необходимо срочно обсудить, как защитить растения от снижения питательной ценности на фоне роста уровня CO₂ в мире», — заявил Руашед.

Исследование опубликовано 7 сентября в журнале Current Biology.