Растениям нужен фосфор, чтобы расти и выживать. Но что делать, если его в почве почти нет? Например, в юго-западной Австралии, где земля бедна фосфором, растет необычный кустарник — хакея подушковидная. Она приспособилась к суровым условиям с помощью удивительных корней-»щеток» — плотных скоплений мелких корешков, которые увеличивают площадь контакта с почвой и выделяют вещества, помогающие добывать драгоценный фосфор.

Ученые давно знали, что такие корни выделяют ферменты, расщепляющие органический фосфор, но как именно это работает на генетическом уровне, оставалось загадкой. Международная команда исследователей из Японии и Австралии решила разобраться. Они изучили, какие гены активны в корнях-»щетках» хакеи, и сравнили их с обычными боковыми корнями.

Результаты опубликованы в издании New Phytologist.

Оказалось, что в «щетках» работает более 4000 генов, которых нет в обычных корнях. Среди них — гены, отвечающие за транспорт фосфатов и выработку кислот, которые растворяют фосфор в почве.

Особенно ученых заинтересовал ген HalALMT1 — он кодирует белок, который выкачивает яблочную кислоту из корней. Эта кислота не только помогает усваивать фосфор, но и защищает растение от токсичного алюминия, который часто встречается в кислых почвах.

Но самое интересное — строение самих корней. У хакеи нет плотного защитного слоя в корнях-»щетках», поэтому кислоты и ферменты легко просачиваются наружу. Это как открытый кран: растение быстро выделяет все, что нужно для выживания в бедной почве.

Почему это важно

• Поможет создать сельскохозяйственные культуры, способные расти на бедных почвах.
• Дает новые подсказки для борьбы с дефицитом фосфора, который скоро может стать глобальной проблемой.

Но есть нюанс: пока не ясно, как именно регулируется работа этих генов. Можно ли «включить» их у других растений? Над этим еще предстоит работать.

Это исследование — не просто академический интерес. Фосфорные удобрения дорожают, их запасы ограничены, а многие почвы уже истощены. Если мы поймем, как хакея выживает без них, то сможем:

• Создать культуры, требующие меньше удобрений.
• Уменьшить загрязнение от фосфатного производства.
• Освоить земли, считавшиеся непригодными для сельского хозяйства.

Хотя открытие HalALMT1 — прорыв, пока не доказано, что перенос этого гена в другие растения даст тот же эффект. Возможно, у хакеи есть и другие скрытые механизмы, без которых «щетки» не работают.

Ранее ученые заявили, что в сточных водах содержится пища для растений.