Вчені зробили відкриття, яке допоможе вирощувати врожай незважаючи на посуху
Протягом останнього десятиліття дослідницька група прагнула створити молекулярний атлас коренів культур, де рослини першими виявляють наслідки посухи та інших екологічних загроз. Тим самим вони виявили гени, які вчені можуть використовувати для захисту рослин від цих впливів.
Їхня робота досягла високого ступеня розуміння функцій коренів, оскільки поєднувала генетичні дані з різних клітин коренів томатів, вирощених як у приміщенні, так і зовні.
«Часто дослідники проводять лабораторні та тепличні експерименти, але фермери вирощують рослини в полі, і ці дані також використовують досліджуючи зразки на місцях», – сказала Нееліма Сіньха, професор з біології рослин в штаті Каліфорнія та співавтор статті.
Гени підказують рослині зробити три ключові речі
Дані дали інформацію про гени, які говорять рослині про створення трьох ключових речей. Ксилема – це порожнисті, схожі на труби судини, які транспортують воду та поживні речовини від коренів аж до пагонів. Без транспортування в ксилемі рослина не може створити власну їжу за допомогою фотосинтезу.
«Ксилема дуже важлива для того, щоб підтримувати рослини від посухи, а також від солі та інших стресів», – заявив провідний автор дослідження Сіобхан Брейді, професор біології рослин в університеті Девіс.
У свою чергу, без транспортування мінеральних рослин у ксилемі в людей та інших тварин було б менше вітамінів та поживних речовин, необхідних для нашого виживання. На додаток до деяких типових гравців, необхідних для формування ксилеми, були знайдені нові і дивовижні гени.
Другий ключовий набір генів – це гени, які спрямовують зовнішній шар кореня на утворення лігніну та суберину. Суберин є основною речовиною в пробці, і він оточує рослинні клітини товстим шаром, утримуючи воду під час посухи.
Помідори та рис
Такі культури, як помідори та рис, мають суберин у коренях. Плоди яблук мають суберин, що оточує їх зовнішні клітини. Скрізь, де це відбувається, це запобігає втраті рослиною води. Лігнін також гідроізолює клітини та забезпечує механічну підтримку.
«Суберин та лігнін є природними формами захисту від посухи, і тепер, коли гени, що кодують їх у цьому дуже специфічному шарі клітин, були визначені, ці сполуки можна посилити», – сказала співавтор дослідження Джулія Бейлі-Серрес, UC Прибережний професор генетики.
«Я дуже радий, що ми так багато дізналися про гени, що регулюють цей вологозахисний шар. Це так важливо для того, щоб мати можливість покращити стійкість до посухи на посівах », – сказала вона.
Гени, що кодують кореневу меристему рослини, також виявились надзвичайно схожими між помідорами, рисом та арабідопсисом – рослиною, подібною до бур’янів. Меристема – це зростаюча верхівка кожного кореня, і вона є джерелом усіх клітин, що складають корінь.
Також читайте: