Ученые раскрыли, как гормон ауксин помогает корням растений расти вниз

Как корни изгибаются в ответ на гравитацию у нормальных и мутантных растений. Автор: University of Nottingham

Ученые выяснили, как растительный гормон ауксин помогает корням изгибаться и расти вниз под действием гравитации — процесс, называемый гравитропизмом — даже после столкновения с препятствиями в почве.

Специалисты из Школы биологических наук Ноттингемского университета и Шанхайского университета Цзяо Тун (SJTU) определили, как ауксин активирует определенный ген, который укрепляет клеточные стенки на нижней стороне корня. Это укрепление предотвращает рост снизу, позволяя клеткам сверху расширяться, что заставляет корень изгибаться вниз. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances.

Гравитропизм корней, который формирует угол наклона корня и всю корневую систему, происходит потому, что клетки на верхней и нижней сторонах корней расширяются по-разному в ответ на гравитацию.

«До сих пор было неясно, как ауксин подавляет расширение клеток на нижней стороне корней. Наше исследование решает этот давний вопрос, показывая, что ауксин способствует биосинтезу клеточной стенки, укрепляя стенки, чтобы блокировать рост на нижней стороне. Этот двойной механизм объясняет, казалось бы, противоположные роли ауксина в стимулировании и ингибировании удлинения клеток», — сказал доктор Рахул Бхосале, доцент Школы биологических наук, который совместно руководил исследованием с доктором Гоцяном Хуаном в SJTU.

Это исследование расширяет предыдущую работу команды, показавшую, что гормон абсцизовая кислота (ABA), который помогает растениям реагировать на засуху, изменяет углы роста корней, влияя на уровень ауксина во время водного стресса. Вместе эти открытия дают четкое представление о том, как корни ощущают свою среду и регулируют направление роста.

«Мы уже знали, что ауксин важен для гравитропизма корней, но долгое время не знали, что действует ниже по течению от ауксина. Именно это мы и раскрыли в этом новом исследовании, что важно для фундаментального понимания того, как работает корневая система. Понимание роли гормонов в таких деталях открывает возможности для создания устойчивых к стрессу сельскохозяйственных культур, которые могут преодолевать препятствия в почве», — добавил доктор Бхосале.

Больше информации: Xiaoyun Song et al, Auxin controls rice root angle via kinase OsILA1-mediated cell wall modifications, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ady2320. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ady2320

Источник: University of Nottingham