Материалы портала «Научная Россия»

Какой ген помогает растениям спасаться от наводнений

Какой ген помогает растениям спасаться от наводнений
Реакция корней растений на уровень воды, кислорода и калия в почве регулируется одним геном — HCR1.

Ученые из Франции открыли генетический механизм, который позволяет растениям регулировать их восприимчивость к воде и расти, согласно меняющимся водным условиям в почвах. Результаты работы опубликованы в журнале Cell, говорится в пресс-релизе. Эта работа выходит за рамки фундаментальных исследований и поможет агрономам оптимизировать реакцию культур на подтопления почв.

Известно, что корни растений способны чувствовать много отдельных характеристик почвы — количество воды, питательных веществ и доступность кислорода. Но ученые не понимают, как растения объединяют эти сигналы, чтобы соответственно на них реагировать. Ученым из Национального центра научных исследований Франции (CNRS) и Национального института агрономических исследований (INRA) удалось продвинуться в этом вопросе. Они описали, как корни воспринимают и отвечают на уровень почвенного кислорода и калия (минерала, важного для роста), и как это влияет на их способность впитывать воду.

Корни — очень важный орган растений, отвечающий за рост и выживание. Благодаря росту и ветвлению корней в почве, растения впитывают воду и питательные вещества. Подземная активность корней требует энергии и высокой скорости дыхания, которая зависит от доступности кислорода в почвенных порах. Если почва стала заболоченной, то может развиться дефицит кислорода, потому что он плохо проникает в воде, вызывая сильный стресс у корней и растения в целом. Это снижает проницаемость корней для воды у многих растений. Растения, оказавшись на подтопленных почвах, могут, как это ни парадоксально, страдать из-за нехватки воды, отчего у них вянут листья. Агрономы знакомы с этим явлением.

Используя разные виды моделей растения Arabidopsis thaliana (Резуховидка Таля), ученые нашли ген, который контролирует проницаемость корней для воды и откликается на уровень кислорода и калия в почве. Ген назвали HCR1. Он снижает впитываемость воды корнями при недостатке кислорода и обилии калия. Оказывается, такие процессы благоприятны для восстановления растения после того, как почвы подсохнут. Ген HCR1 запускает целую серию метаболических реакций, направленных на выживание и адаптацию. После того как почву вновь насыщают кислородом, растение опять впитывает влагу листьями и растет лучше, чем в тех же условиях, но при недостатке калия.

Эта работа имеет не только фундаментальное значение, но и прикладное. Селекционеры знают, что в природе растения, как правило, подвергаются нескольким видам стресса, поэтому им интересна способность растений сопротивляться множественным природным факторам.  

arabidopsis thaliana ген hcr1 гены корни растений подтопление растений

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий