Яблони раскрывают ключевой механизм регуляции гомеостаза железа

Железо — жизненно важный микроэлемент для растений, необходимый для фотосинтеза, дыхания и различных метаболических процессов. Несмотря на его обилие в почве, железо часто существует в нерастворимых формах, особенно в карбонатных почвах, что затрудняет его поглощение растениями.

Исследователи из Нанкинского сельскохозяйственного университета изучили взаимодействие кальмодулин-подобного белка MdCML15 и яблочного белка с BTB-доменом MdBT2. Результаты опубликованы в журнале Horticulture Research 25 марта 2024 года.

Исследование показало, что MdCML15 действует как регулятор MdBT2, который участвует в убиквитинировании и деградации транскрипционного фактора MdbHLH104. Этот процесс приводит к снижению экспрессии MdAHA8 — плазматической H⁺-АТФазы, критически важной для поглощения железа. Таким образом, взаимодействие MdCML15 и MdBT2 негативно влияет на способность растения подкислять ризосферу и усваивать железо.

Трансгенные растения яблони с сверхэкспрессией MdCML15 демонстрировали сниженное поглощение железа и сильный хлороз в условиях дефицита железа по сравнению с диким типом. Напротив, растения с подавленной экспрессией MdCML15 показали усиленное поглощение железа и улучшенный рост в тех же условиях.

Эти результаты раскрывают новые детали регуляторной сети поглощения железа у яблони и указывают на потенциал мишени MdCML15 для улучшения усвоения железа у сельскохозяйственных культур.

Как заявил один из авторов исследования, доктор Чунь-Сян Ю: «Наши результаты подчеркивают сложные регуляторные механизмы, которые растения используют для балансировки поглощения питательных веществ и избегания токсичности. Понимание роли таких белков, как MdCML15, в этих процессах открывает новые пути для создания сортов сельскохозяйственных культур с улучшенной эффективностью использования питательных веществ».