Соль убивает урожай? Ученые нашли способ сделать растения крепче
AI Изображение создано с помощью ИИ и носит иллюстративный характер
Из-за искусственного орошения и роста температур концентрация солей, в том числе хлорида натрия, увеличивается в почвах по всему миру. Это не только экологическая проблема, но и вызов для сельского хозяйства: повышенная засоленность нарушает водный баланс большинства растений (гликофитов) и может привести к их гибели, включая сельскохозяйственные культуры. Только в прибрежных регионах существуют растения, выработавшие особые механизмы солеустойчивости — галофиты. Однако гликофиты тоже способны в определенной степени защищаться от высокой концентрации солей и засухи. Об этом пишет сайт Phys.org.
Чтобы создать устойчивые культуры, необходимо понять молекулярные механизмы, участвующие в реакции на солевой стресс. Команда под руководством профессора Ирис Финкмайер из Института биологии и биотехнологии растений Мюнстерского университета (Германия) и профессора Мотоаки Секи из исследовательского института RIKEN (Япония) обнаружила ранее неизвестный механизм. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ученые изучили «гистоновый код» и его роль в адаптации к солевому стрессу у резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana). Гистоны — это белки внутри генома, которые не несут генетической информации, но регулируют, насколько активно информация в ДНК используется для производства белков. Этот эпигенетический контроль основан на химических модификациях гистонов — гистоновых метках. Исследователи обнаружили гистоновую метку, необходимую для стрессового ответа растения.
У резуховидки фермент HDA19 играет важную роль в регуляции развития, метаболизма и стрессового ответа. Команда показала, что этот фермент отвечает за удаление вновь обнаруженной гистоновой метки, влияя на то, как растение справляется с высоким содержанием соли. Растения, лишенные этого фермента, значительно более устойчивы к засоленным почвам. У таких растений в больших количествах производятся белки, также встречающиеся в сухих семенах (белки позднего эмбриогенеза, LEA), которые помогают адаптироваться к засухе. Однако эти растения растут немного медленнее и дают сниженный урожай семян. Полученные проростки хорошо подходят для расшифровки молекулярных основ контроля. Помимо молекулярно-генетических методов, команда использовала высокоразрешающую масс-спектрометрию и идентифицировала белки, регулируемые HDA19.
