Исследователи обнаружили, что росту корней мешает не твердость почвы, а накопление этилена — гормонального соединения. Если от него избавится, то сельскохозяйственные культуры могут стать заметно эффективнее. Исследование опубликовано в журнале Science.
«Понимание того, как корни проникают в твердую почву, имеет огромное значение для сельского хозяйства. Эти знания будут иметь решающее значение для выращивания культур, более устойчивых к уплотнению почвы. Наша команда установила, что растение с помощью этиленовых сигналов контролирует реакцию корней на твердую почву. Это открывает новые возможности для выбора новых устойчивых к уплотнению культур», — рассказал один из авторов исследования, профессор Школы биологических наук Ноттингемского университета Малкольм Беннет.
Твердые (уплотненные) почвы являются серьезной проблемой для современного сельского хозяйства. Они могут снижать урожайность культур более чем на 50%, так как в таких почвах ограничен рост корней и поступление питательных веществ. Особенно от этого явления страдает Европа, в которой уплотнению почв подвержено более 33 миллионов гектаров. Это самый высокий показатель в мире. Однако несмотря на значение, которое уплотнение почв играет для сельского хозяйства и глобальной продовольственной безопасности, механизм этого явления до сих пор оставался неизвестен ученым.
Ученые использовали сканеры рентгеновской компьютерной томографии, чтобы визуализировать реакцию растений на уплотненную почву. Считалось, что росту корней препятствует непосредственно твердость почвы, через которую они не могут пробиться. Однако авторы исследования опровергли это мнение. Они показали, что рост корней тормозится накоплением этилена, газообразного гормона растений, который вырабатывают ткани корня. Он может проходить через рыхлую и аэрированную почву, но не через твердую. Из-за этого этилен накапливается в корнях до тех пор, пока не вызывает гормональные реакции, которые останавливают рост. Ученые также обнаружили, что нечувствительные к этилену мутантные корни проникают в твердые почвы гораздо эффективнее обычных.
«До этого исследования мы предполагали, что твердость почвы препятствует более глубокому росту корней. Используя наш метод визуализации, мы смогли увидеть, что когда этиленовый сигнал был отключен, корни продолжали расти в очень твердых почвах. Потенциал для новых культур, которые теперь могут углубляться в почвы и захватывать ранее недоступные ресурсы, действительно впечатляет!», — подчеркнул другой автор исследования из Ноттингемского университета Саша Муни.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
