№ 3

Сентябрь/2022

Russian Traveler 03/2022

Ученые заставили салат испытать стресс, чтобы разгадать загадку, над которой бились 30 лет

Фото: pixabay

Исследователи разгадали загадку 30-летней давности.

Ученым было давно известно, что прикосновение к растениям может вызвать у них стрессовую реакцию, но до сих пор не было точно ясно, как это работает на молекулярном уровне. Новое исследование проливает свет на этот феномен.

Ученые идентифицировали определенные генетические ключи внутри растений, которые ведут к двум отдельным сигнальным путям, объясняя, почему растения так сильно реагируют на прикосновения. Понимание того, как этот процесс работает на фундаментальном уровне, может помочь исследователям в самых разных областях, от улучшения здоровья растений до получения более высоких урожаев.

«Мы подвергли кресс-салат воздействию мягкой щеткой, после чего активировались тысячи генов и высвобождались гормоны стресса. Затем мы использовали генетический скрининг, чтобы найти гены, отвечающие за этот процесс», – Оливье Ван Акен, биолог из Лундского университета в Швеции.

Генетический скрининг искал мутантные формы растения, которые, как известно, по-разному реагируют на повторяющиеся физические прикосновения. Прошлые исследования их анатомии, особенно корней, показали, что специальные белковые каналы реагируют на искажения в клеточных мембранах.

О том, как этот процесс протекает в других частях растения, в листьях, было известно мало. Существовали намеки на то, что такое соединения, как жасмоновая кислота, играет решающую роль в преобразовании этих ранних химических сигналов, провоцирующих изменения поведения и роста, но ученым все еще было необходимо заполнить много пробелов.

Исследователи обнаружили шесть отдельных генов, играющих роль в реакции на прикосновение, три – в сигнальном пути, связанном с жасмоновой кислотой, и три – в другом отдельном сигнальном пути.

«Наши результаты дают ответ на научную загадку, которая ускользала от молекулярных биологов мира в течение 30 лет. Мы определили совершенно новый сигнальный путь, который контролирует реакцию растения на физический контакт и прикосновение. Теперь поиск дополнительных путей продолжается», – Эссам Дарвиш, биолог из Лундского университета.

От порезов ножом до укусов животных и проливных дождей – каждое прикосновение к растению приводит к защитной молекулярной реакции, хотя эти реакции могут быть очень разнообразными. Например, они могут привести к тому, что растения станут более устойчивыми к стрессу и зацветут в конце года.

Идея попытаться использовать эту реакцию не нова: ученые уже исследуют, как тщательно управляемое «механическое ранение» может сделать урожай более крепким и обильным, потому что растения приобретают большую устойчивость к стрессу. Поскольку изменение климата оказывает еще большее давление на сельское хозяйство и производство пшеницы, эти процессы становятся еще более важными.

«Учитывая экстремальные погодные условия и патогенные инфекции, к которым приводит изменение климата, крайне важно найти новые экологически ответственные способы повышения урожайности и устойчивости сельскохозяйственных культур», – заключает Ван Акен.