Растения используют инженерные принципы для роста в плотной почве
Международная группа исследователей раскрыла механизм, позволяющий растениям прорастать через уплотненную почву. Оказалось, что они используют принципы, аналогичные инженерным решениям в строительстве.
Поперечное сечение корня растения в нормальной и плотной среде. Автор: Рисунок из научной статьи в Nature
Когда почва уплотняется, вокруг корня накапливается гормон этилен. Он активирует ген OsARF1, который снижает производство целлюлозы в среднем слое корня. Это делает его тоньше, мягче и гибче, позволяя клеткам набухать и расширять корень. При этом внешний слой корня (эпидермис), наоборот, утолщается и укрепляется.
Уплотненная почва (справа) вызывает укорочение корня по сравнению с нормальными условиями (слева). Автор: Рисунок из научной статьи в Nature
«Корень меняет свою структуру в соответствии с базовым инженерным принципом: чем больше диаметр трубы и прочнее ее внешняя стенка, тем лучше она сопротивляется изгибу при вдавливании в плотный материал», — объясняет Бипин Пандей, соавтор исследования из Ноттингемского университета.
Это превращает корень в своеобразный биологический клин, облегчающий продвижение через почву.
Исследователи также обнаружили, что повышение уровня определенного белка-транскрипционного фактора усиливает эту способность. Это открывает новые возможности в селекции сельскохозяйственных культур, лучше приспособленных к росту в уплотненных почвах, что особенно актуально в условиях современного сельского хозяйства и климатических изменений.
Хотя эксперименты проводились на рисе, ученые полагают, что аналогичный механизм работает у многих видов растений.
Исследование проводилось учеными из Копенгагенского университета, Шанхайского университета Цзяо Тонг, Ноттингемского университета и других научных центров. Результаты опубликованы в журнале Nature.
0 комментариев