Биологи определили сигнальные пути, позволяющие растениям суши переносить потенциально смертельный для них дефицит кислорода.
Как и животные, растения суши, оказавшись под водой, могут испытывать смертельно опасную нехватку кислорода, который требуется им для дыхания. Однако на деле они сравнительно легко переносят даже длительный кислородный дефицит. Это позволяют им гены, обнаруженные недавно командой профессора Стокгольмского университета Сильвией Линдберг (Sylvia Lindberg). Об этом ученые пишут в статье, опубликованной в журнале Physiologia Plantarum.
Для начала авторы предположили, что в реакции растений на гипоксию могут участвовать те же сигнальные пути, что и при реакциях на другие виды стрессов — будь то пересыхание или холод. Один из ключевых участников этих путей — ген фосфолипазы D, которая регулирует метаболизм фосфатидной кислоты. Эксперименты проводились на «диких» растениях резуховидки Таля, а также на нескольких мутантных линиях, у которых эти гены были отключены.
И действительно, нокаутированный ген фосфолипазы приводил к пожелтению и отмиранию листьев даже при умеренной гипоксии. Кроме того, авторы заметили, что клетки мутантных растений в ответ на дефицит кислорода накапливали меньше кальция, что может указывать на участие этих ионов в защите от гипоксии и других видов стресса. Это касалось и самой фосфатидной кислоты — еще одной сигнальной молекулы, участвующей в стрессовых реакциях растений.
Теперь ученые намерены заняться противоположной задачей и проверить, станут ли растения, «защитные» гены которых работают активнее обычного, устойчивее к дефициту кислорода. С такой гипоксией они сталкиваются регулярно при затоплении полей водой, и выведение сельскохозяйственных сортов, лучше переносящих этот стресс, может избавить производителей от значительных убытков.