Ученые обнаружили связь между чувством времени и реакцией на опасность у растений
Растения способны менять работу защитных генов в ответ на избыток соли в почве, причем эффективность этой защиты зависит от их внутренних биологических часов. Ученые обнаружили механизм, связывающий суточные ритмы с устойчивостью к засолению, и выяснили, почему даже небольшое изменение продолжительности дня может помочь растениям переносить неблагоприятные условия.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 16 октября /Новости науки/. Ученые выяснили, что внутренние биологические часы растений помогают им реагировать на опасные условия окружающей среды, в частности на избыток соли в почве. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
Исследователи установили, что биологические часы, регулирующие суточные ритмы растений, непосредственно участвуют в запуске защитных механизмов при засолении почвы. При этом устойчивость растений к неблагоприятным условиям зависит от того, насколько их внутренние ритмы совпадают с продолжительностью дня и ночи. Открытие может помочь в создании сельскохозяйственных культур, способных лучше переносить повышенную концентрацию соли.
Проблема засоления почв становится все серьезнее из-за повышения температуры и засух. При испарении влаги в земле накапливаются минеральные соли, которые затрудняют рост растений. Ситуацию усугубляет нехватка пресной воды, вынуждающая фермеров использовать для орошения воду с повышенным содержанием солей. По оценкам специалистов, засоление в той или иной степени затрагивает около половины орошаемых сельскохозяйственных земель в мире.
Чтобы выяснить, как растения реагируют на такую угрозу, ученые исследовали резуховидку Таля — небольшое растение, которое широко используется в биологических экспериментах. Особое внимание они уделили белку TIC, отвечающему за согласование внутренних биологических ритмов с 24-часовым циклом дня и ночи.
Выяснилось, что при повышении концентрации соли этот белок быстро собирается в мельчайшие капли внутри клеточного ядра. Они захватывают часть ферментов, которые обычно подавляют работу генов, отвечающих за защиту от соли. В результате защитные гены активизируются, помогая растению лучше переносить неблагоприятные условия.
В ходе экспериментов исследователи также изучили растения, у которых отсутствовал белок TIC. Они оказались более чувствительными к соли, а продолжительность их внутренних биологических суток сократилась примерно с 24 до 21 часа. Однако когда ученые создали для таких растений искусственный 21-часовой цикл дня и ночи, они стали лучше переносить засоление.
Этот результат показал, что способность растений противостоять избытку соли зависит от согласованности их биологических часов с внешними условиями. Даже при одинаковом воздействии соли защитные гены могут работать по-разному в зависимости от времени суток.
Исследователи установили, что биологические часы, регулирующие суточные ритмы растений, непосредственно участвуют в запуске защитных механизмов при засолении почвы. При этом устойчивость растений к неблагоприятным условиям зависит от того, насколько их внутренние ритмы совпадают с продолжительностью дня и ночи. Открытие может помочь в создании сельскохозяйственных культур, способных лучше переносить повышенную концентрацию соли.
Проблема засоления почв становится все серьезнее из-за повышения температуры и засух. При испарении влаги в земле накапливаются минеральные соли, которые затрудняют рост растений. Ситуацию усугубляет нехватка пресной воды, вынуждающая фермеров использовать для орошения воду с повышенным содержанием солей. По оценкам специалистов, засоление в той или иной степени затрагивает около половины орошаемых сельскохозяйственных земель в мире.
Чтобы выяснить, как растения реагируют на такую угрозу, ученые исследовали резуховидку Таля — небольшое растение, которое широко используется в биологических экспериментах. Особое внимание они уделили белку TIC, отвечающему за согласование внутренних биологических ритмов с 24-часовым циклом дня и ночи.
Выяснилось, что при повышении концентрации соли этот белок быстро собирается в мельчайшие капли внутри клеточного ядра. Они захватывают часть ферментов, которые обычно подавляют работу генов, отвечающих за защиту от соли. В результате защитные гены активизируются, помогая растению лучше переносить неблагоприятные условия.
В ходе экспериментов исследователи также изучили растения, у которых отсутствовал белок TIC. Они оказались более чувствительными к соли, а продолжительность их внутренних биологических суток сократилась примерно с 24 до 21 часа. Однако когда ученые создали для таких растений искусственный 21-часовой цикл дня и ночи, они стали лучше переносить засоление.
Этот результат показал, что способность растений противостоять избытку соли зависит от согласованности их биологических часов с внешними условиями. Даже при одинаковом воздействии соли защитные гены могут работать по-разному в зависимости от времени суток.
