Американские исследователи выяснили, как сочетание тенистых условий и высоких температур влияет на рост растений. Оказалось, что благодаря белку PIF7 и гормону роста ауксину растения вырастают более крупными. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications, помогут ученым предсказывать, как растения будут реагировать на изменение климата, и повышать их урожайность.
Растения растут и изгибаются, чтобы обеспечить себе доступ к солнечному свету. Несмотря на то, что ученые наблюдают за этим явлением на протяжении веков, они не до конца понимают его природу. Теперь специалисты из Института биологических исследований Солка обнаружили, что два фактора — белок PIF7 и гормон роста ауксин — ускоряют рост, когда растения находятся в тени навеса и одновременно подвергаются воздействию высоких температур.
«Сейчас мы выращиваем сельскохозяйственные культуры с определенной плотностью, но результаты исследований показывают, что нам нужно будет снизить эту плотность, чтобы оптимизировать рост растений по мере изменения климата, — говорит старший автор исследования Джоанн Чори. — Понимание молекулярной основы того, как растения реагируют на свет и температуру, позволит нам точно подобрать плотность посевов таким образом, чтобы получить наилучшие урожаи».
Во время прорастания растения его стебли быстро удлиняются, так как должны как можно быстрее пробиться сквозь почву и достичь света. В норме стебель замедляет рост после воздействия света. Однако он может снова быстро удлиниться, если растение конкурирует с окружающими за солнечный свет или же в ответ на повышение температуры, так как в этом случае рост позволяет увеличить расстояние между горячей землей и листьями. Но эти условия снижают урожайность культурных растений.
В новой работе ученые исследовали модельное растение Arabidopsis thaliana, томат и близкий родственник табака, растущие в тени при высоких температурах, и условиях, имитирующих высокую плотность посевов и изменение климата. Все три вида вырастали чрезвычайно высокими. На молекулярном уровне исследователи обнаружили, что фактор транскрипции PIF7 способствовал ускорению роста. Они также показали, что уровень гормона роста ауксина увеличивается. Оба этих вещества позволяют растениям реагировать на окружающую среду и искать наилучшие условия для роста.
Родственный фактор транскрипции, PIF4, также стимулировал удлинение стебля при высоких температурах. Однако при сочетании тени и повышенных температур он уже не играл важной роли, что стало неожиданностью для ученых.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
