Ученые выяснили, что способность растений переносить повышенную концентрацию соли зависит в том числе от работы их внутренних часов. Специалисты Вашингтонского университета в Сент-Луисе обнаружили молекулярный механизм, который позволяет клеткам своевременно запускать защитные реакции, сообщает Earth.com.
В центре исследования оказался белок TIME FOR COFFEE (TIC), участвующий в регулировании суточных ритмов. При отсутствии неблагоприятных воздействий он равномерно распределяется внутри клеточного ядра. Однако контакт с солью заставляет его формировать микроскопические капли. Если концентрация высокая, процесс начинается приблизительно через минуту. При менее соленой среде на образование таких структур требуется 20–30 минут. Воздействие жары, холода и веществ, имитирующих недостаток влаги, подобной реакции не вызывало.
Значение этого механизма подтвердили эксперименты с генетически измененными растениями. Без полноценного белка TIC они значительно чаще погибали в соленой среде. Развитие корневой системы замедлялось, а количество активных форм кислорода, повреждающих клетки, увеличивалось. Возвращение нормальной версии белка заметно повышало устойчивость. При этом его модификация, неспособная формировать капли, обеспечивала лишь частичную защиту.
Дополнительные опыты показали, насколько важна синхронизация внутренних часов с внешними условиями. У растений с нарушенной работой TIC собственный биологический цикл сокращался примерно до 21 часа. Когда исследователи установили соответствующий режим чередования освещения и темноты, переносимость соли улучшилась. Выяснилось также, что интенсивность активации защитных генов зависит от времени суток.
По мнению биолога Сюэхуа Чжун, управление суточными ритмами в перспективе может стать способом повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к засолению. Однако пока результаты получены только в лабораторных условиях на резуховидке Таля (Arabidopsis thaliana). Подтвердить эффективность такого подхода на пшенице, рисе и других важных культурах еще предстоит.
