У растений, как и у людей, есть «кожа» — пробковый слой (перидерма), который защищает их от потери влаги и инфекций. Например, у картошки это кожура, у деревьев — кора. Но что происходит, если этот слой повреждается? Ученые из Хельсинкского университета выяснили, что растения „чувствуют“ повреждения по изменению концентрации газов — этилена и кислорода.

Перидерма — многослойная «кожа» растения, которая заменяет эпидермис у взрослых побегов и корней. Состоит из пробки (мертвые клетки с суберином, как воск), феллогена (камбий, который ее создает) и феллодермы (живые клетки). Защищает от воды, микробов и механических травм.

Результаты опубликованы в издании Nature.

В здоровом растении перидерма почти не пропускает газы: этилен накапливается внутри, а кислород постепенно расходуется. Но при повреждении все меняется: этилен выходит наружу, а кислород проникает внутрь. Эти колебания служат сигналом — пора заделывать «пробоину». Как только рана зарастает, газы снова перестают двигаться, и растение возвращается к обычной жизни.

Сначала мы обнаружили роль этилена, а потом, вместе с экспертом по кислороду Франческо Ликаузи, поняли, что и он тоже важен. Получилась элегантная система: растение просто «слушает» газовый обмен и понимает, где чинить защиту, — объясняет ведущий исследователь Хироюки Иида.

Почему это важно

• Урожай станет выносливее. Если усилить естественный механизм регенерации, картофель, морковь и фрукты будут меньше портиться от царапин и грибков.
• Овощи пролежат дольше. Поврежденная кожура — главная причина гниения. Ускоренное заживление сократит потери при хранении.

Улучшение способности растений к самовосстановлению может перевернуть и сельское хозяйство, и пищевую промышленность, — заключает профессор Ари Пекка Мяхёнен.

Практические применения:

• Снижение потерь урожая. До 30% овощей и фруктов портятся из-за механических повреждений. Ускорение регенерации перидермы уменьшит эти цифры.
• Устойчивость к засухе. Плотная кожура лучше удерживает воду — критично для регионов с жарким климатом.
• Биозащита. Меньше трещин — меньше входных ворот для патогенов, что сократит использование пестицидов.

Генная инженерия могла бы создать сорта с гиперчувствительностью к газам, но пока метод применим только в лабораториях.

Исследование проводилось на Arabidopsis thaliana — модельном растении с простой генетикой. Однако у сельскохозяйственных культур (например, картофеля) перидерма сложнее. Не факт, что механизм сработает так же эффективно. Кроме того, авторы не проверили, как на регенерацию влияют другие факторы — температура или влажность.

Ранее ученые выяснили, что некоторые растения полностью восстанавливаются после засухи.