Растения научились отращивать длинные боковые корни для поиска бора

При дефиците питательных веществ эффективные растения способны отращивать длинные боковые корни, чтобы расширить радиус поиска питательных веществ. Автор: Технический университет Мюнхена

Международная исследовательская группа под руководством Технического университета Мюнхена (TUM) провела исследование микроэлемента бора, чтобы понять, что делает растения устойчивыми к колебаниям питательных веществ. Ученые проанализировали 185 наборов генетических данных модельного растения Arabidopsis с целью последующего переноса полученных результатов на важную сельскохозяйственную культуру — рапс.

Бор является одним из ключевых микроэлементов для роста и плодородия многих растений. Однако экстремальные погодные явления снижают доступность этого питательного вещества: засуха уменьшает поглощение бора, а наводнения вымывают его из почвы.

Боковые корни расширяют радиус поиска

Исследователи TUM проанализировали 185 подгрупп вида Arabidopsis thaliana (резуховидка Таля) со всего мира в поисках растений, эффективно использующих бор. Семь из них — особенно те, что происходят из бедных бором почв Северной Европы — могли хорошо расти даже при небольшом количестве бора.

«Каждое из этих растений могло разработать разные стратегии для эффективного преодоления дефицита бора», — объясняет профессор Патрик Биенерт. Некоторые особенно хорошо поглощают бор, в то время как другие более эффективно используют даже небольшие его количества.

Анализ команды выявил общую адаптацию в архитектуре корней. Когда бора мало, эффективные растения отправляются на поиски пищи: они способны отращивать длинные боковые корни, увеличивая радиус поглощения питательных веществ.

Влияние дефицита бора на морфологию корней Arabidopsis у проростков, выращенных при разном снабжении бором. Автор: New Phytologist (2025). DOI: 10.1111/nph.70570

Выявлены гены эффективности использования бора

Генетические механизмы, контролирующие эффективность использования бора у растений, до сих пор мало изучены. В своей работе исследователи идентифицировали участки генов, ответственные за утилизацию и поглощение бора в корнях и побегах. Эти открытия могут помочь в выведении растений, устойчивых к недостатку питательных веществ.

Перенос на сельскохозяйственные культуры

Основываясь на этих результатах, исследователи теперь изучают сельскохозяйственную культуру рапс. Поскольку рапс, как и Arabidopsis, относится к крестоцветным, ученые оптимистично настроены на возможность переноса полученных данных и скорейшего получения многообещающих результатов.

«Сельскохозяйственные культуры обычно более чувствительны к абиотическим стрессорам, таким как колеблющееся поступление микроэлементов», — поясняет Патрик Биенерт.

«Мы хотим найти особенно эффективные особи, определить их стратегии, а затем ввести эти признаки в линии, дающие высокие урожаи. Это может привести к созданию растений, которые будут одновременно высокоурожайными и более устойчивыми к изменению климата».

Интересный факт: Arabidopsis thaliana, широко известная как резуховидка Таля, является модельным организмом в растениеводстве и стала первым растением, чей геном был полностью секвенирован в 2000 году. Ее короткий жизненный цикл и небольшой размер делают ее идеальной для генетических исследований.