Ключевой шаг к засухоустойчивости сельскохозяйственных культур
Растения активируют специальные белковые молекулы — рецепторы — для выживания в условиях засухи. Группа биологов обнаружила, как можно перенастроить эту клеточную систему, чтобы усилить стрессовый ответ растений. Это открытие позволит создавать культуры с повышенной выживаемостью и урожайностью в засушливых условиях.
Роль гормонов
При засухе растения естественным образом производят гормон стресса — абсцизовую кислоту. Этот гормон активирует рецепторы, что приводит к ряду защитных изменений:
- Закрытие устьиц на листьях для снижения потери воды.
- Прекращение роста для уменьшения потребления воды.
- Другие реакции, снимающие стресс.
Открытие рецепторов абсцизовой кислоты командой Шона Катлера было признано журналом Science прорывом 2009 года.
Модификация рецептора
Работая с модельным растением Arabidopsis, исследователи "зарядили" путь стрессового ответа, модифицировав рецепторы абсцизовой кислоты. Теперь их можно включать по желанию и удерживать в активном состоянии.
Катлер объяснил, что каждый рецептор имеет "крышку", работающую как ворота. Для включения рецептора крышка должна быть закрыта. Команда создала и протестировала более 740 вариантов гена рецептора, чтобы найти редкие мутации, которые дольше удерживают крышку закрытой.
Результат: найдены мутации, которые по отдельности давали частичный эффект. Однако, комбинируя правильные мутации, ученые добились желаемого — рецептор постоянно находился во включенном состоянии и активировал путь стрессового ответа.
Результаты исследования опубликованы в выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences от 20 декабря.
Следующий шаг: перевод фундаментального открытия из лаборатории в поле, что может занять многие годы.