Science: Открытие белков-диригентов позволит вывести неприхотливые культуры

Исследователи обнаружили белок, который уплотняет корни растений, регулируя поглощение питательных веществ и воды из почвы. Это открытие может помочь в разработке климатически устойчивых культур, требующих меньше воды и химических удобрений.

Исследователи из Ноттингемского университета выявили новые компоненты лигнинового барьера в корнях растений и специфическую функцию белков-диригентов (DPs), расположенных в эндодерме корней и контролирующих поглощение воды и питательных веществ.

Результаты исследования опубликованы сегодня в журнале Science Direct.

Корни растений выполняют функцию поглощения минеральных питательных веществ и воды из почвы, а также контролируют их баланс в растении. Происходит это благодаря специальному слою корневой ткани под названием эндодерма.

Эндодерма содержит барьер для движения растворителей и воды, состоящий из лигнина — вещества, входящего в состав древесины. Этот непроницаемый барьер блокирует неконтролируемое перемещение веществ в корень, образуя уплотнение между клетками. Благодаря такому уплотнению питательные вещества и вода попадают в корень только через клетки эндодермы. Таким образом, обеспечивается полный клеточный контроль над тем, что поступает в растение и покидает его через корни.

В результате проведенных исследований ученые обнаружили новые компоненты механизма отложения лигнина, в центре внимания которых находится функция белков-диригентов, расположенных в эндодерме корня. Эти белки действуют в координации с другими описанными регуляторными компонентами корня, направляя и организуя правильное отложение лигнина в эндодерме, что позволяет растению получать оптимальный баланс питательных веществ из почвы.

Доктор Габриэль Кастрилло (Gabriel Castrillo) из Школы биологических наук Ноттингемского университета, один из руководителей исследования, сказал:

В связи с рекордными температурами, достигнутыми в некоторых регионах мира в этом году, и неустойчивыми осадками все более важным становится понимание механизмов работы растений, чтобы мы могли обеспечить их защиту в будущем для обеспечения продовольствия.

Данное исследование показывает, как корни растений регулируют поглощение воды и питательных веществ через отложение лигнина, которое регулируют белки-диригенты. Без этих белков не происходит должного уплотнения корней и нарушается баланс питательных веществ в растении. Мы можем использовать эти знания для создания растений, способных расти с меньшим количеством воды и химических удобрений.

30.10.2023