Ученые во главе с экспертами Университета Дарема обнаружили у растений естественный механизм, который позволяет стимулировать их рост даже в условиях стресса и потенциально способен привести к улучшению урожайности.
Растения в целях экономии энергии естественным образом замедляют свой рост или даже совсем перестают расти в ответ на неблагоприятные условия, такие как нехватка воды или высокое содержание соли в почве.
Достигают они этого за счёт синтеза белков, которые подавляют рост растения.
И этот же процесс поворачивается вспять, если растения начинают производить гормон – под названием Гиббереллин – который разрушает подавляющие рост белки. В основном с проблемой подавления роста сталкиваются садоводы и фермеры, страдающие от того, что высаженные ими культуры из-за ограниченного роста дают меньшие урожаи.
Исследовательская группа во главе с Центром Дарема по технологиям повышения урожайности культур, вместе с экспертами из Университета Ноттингема, компания Ротамстед Рисерч и Уорикским университетом, обнаружили, что растения обладают естественной способностью регулировать рост независимо от гиббереллина, особенно в периоды воздействия экологических стрессов.
Им удалось выяснить, что растения производят белок модификатор, называемый SUMO, который взаимодействует с подавляющими рост белками.
Исследователи полагают, что, изменив схему взаимодействия между белком модификатором и белками репрессорами, им удастся снять тормозящий фактор роста растений, что приведёт к повышению урожайности, даже если растение будет испытывать стресс.
Существует несколько способов, позволяющих изменить схему взаимодействия между белками, в том числе и помощью обычных методов селекции растений или посредством биотехнологий.
Исследование проводилось на арабидопсисе, модели для исследования растений, который в природе встречается на территории большей части Европы и Центральной Азии, но ученые говорят, что найденный ими механизм также существует у таких культур, как ячмень, кукуруза, рис и пшеница.
Мы обнаружили у растений молекулярный механизм, стабилизирующий уровни специфических белков, которые ограничивают рост в изменяющихся условиях окружающей среды, – объясняет доктор Саданандом.
Этот механизм работает независимо от гормона гиббереллина, то есть мы можем использовать это новое знание для создания принципиально нового подхода поощрения роста растений, даже в условиях серьёзнейшего стресса.
Если вы фермер в поле, то, конечно же, вам не хотелось бы, чтобы посевы вашей пшеницы вдруг перестали расти, когда она столкнется с неблагоприятными условиями.
Если мы сможем стимулировать беспрепятственный рост пестуемых садоводами и фермерами растений, даже когда те сталкиваются с неблагоприятными условиями, это позволит нам достичь более высокого уровня урожаев и, в свою очередь, приведёт к устойчивой интенсификации производства продуктов питания, необходимой для удовлетворения постоянно увеличивающихся требований человеческого населения планеты.
