https://science.mail.ru/news/1519-kak-korni-rastenij-razgovarivayut-s-pochvoj/

Ученые впервые показали, как корни растений чувствуют и отвечают на сложные условия почвы Источник: Ноттингемский университет

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, впервые показало, что корни не просто растут на ощупь — они тонко чувствуют окружающую среду и включают точные клеточные механизмы, чтобы выжить и адаптироваться. Биологи и инженеры из Великобритании, США и Бельгии провели эксперимент, в котором сравнили, как растут корни риса в обычных лабораторных условиях (в гелевой среде) и в настоящей почве, со всеми ее сложностями — от механического давления до колебаний влажности и присутствия микроорганизмов.

Для этого использовали методы одноклеточной и пространственной транскриптомики, которые позволяют заглянуть в работу генов на уровне отдельных клеток. Ученые обнаружили, что в корнях, растущих в настоящей почве, активируются сотни генов, которые не проявляются в идеальных лабораторных условиях. Эти гены связаны с восприятием питательных веществ, дефицитом воды и даже микробным окружением. Особое внимание привлекла абсцизовая кислота (АБК) — это гормон, известный своей ролью в защите растений от засухи. Оказалось, что АБК также помогает корням адаптироваться к плотной почве. Он усиливает водонепроницаемые барьеры в клетках, уменьшает потерю влаги и укрепляет корневые ткани.

Изучение молекулярных реакций корней на стрессовые условия почвы — ключ к созданию устойчивых культур и обеспечению питания в меняющемся климате. Источник: Unsplash

Но на этом открытия не закончились. Используя новый метод фононной микроскопии, который позволяет буквально измерять жесткость клеточных стенок, исследователи увидели, как в сложных условиях корни укрепляют себя, делая стенки клеток прочнее. Это сродни тому, как человек укрепляет дом перед бурей.


"Растения умеют подстраиваться под стресс, изменяя даже свои физические свойства. Это биологическая стратегия выживания".

Сальваторе Ла Кавера, инженер Ноттингемского университета


Это важно, потому что почва — основа земной жизни, в ней производится более 90% всей пищи. Но она становится все менее благоприятной для организмов из-за климатических изменений, эрозии, засух и истощения. Понимание того, как растения реагируют на эти вызовы на молекулярном уровне, открывает путь к созданию новых сортов культур, устойчивых к экстремальным условиям — и значит, к продовольственной безопасности будущего.