Международное сотрудничество между исследователями из Копенгагенского университета, Университета Нагоя и Университета Западной Австралии привело к прорыву в биологии растений. С 2014 года исследователи работали над определением условий, повышающих толерантность растений к наводнениям. Результатом стало открытие гена, который контролирует свойства поверхности листа риса и делает их супергидрофобными

 

Ген называется LGF1. Он контролирует наноструктуру листовых поверхностей. 

Во время наводнения ген обеспечивает выживание растений риса, погруженных в воду за счет того, что восковые наноструктуры сохраняют на поверхности листа тонкую газовую пленку; - отсюда и название гена LGF1. 

Газовые пленки облегчают газообмен с паводковыми водами, поэтому в дневное время растение может использовать углекислый газ, чтобы подпитывать подводный фотосинтез, а кислород добывает ночью.

Супергидрофобные поверхности удерживают тонкую газовую пленку под водой, а газовая пленка позволяет устьицам функционировать также во время погружения. 
Устьицы регулируют поглощение CO2 (углекислого газа) для фотосинтеза в течение дня, а также поглощение O2 (кислорода) во время темноты, что позволяет растению выполнять аэробное дыхание. 

Если с листа убрать защитный слой, то вода заблокирует устьица, газообмен с окружающей средой будет сильно ограничен и растения практически захлебнуться.

Ген LGF1 также обеспечивает устойчивость растений риса и к засухе, поскольку крошечные кристаллы воска уменьшают испарение с поверхности листа, сохраняя воду в тканях.

Последствия открытия огромны. Во всем мире изменения климата уже привели к увеличению числа наводнений или засушливых периодов.

«Однако, свойства супергидрофобных листьев, кодируемые геном LGF1, теряются после нескольких дней погружения - растения начинают тонуть, когда листья становятся влажными. Таким образом, наше исследование теперь сосредоточено на сверхэкспрессии гена LGF1. Сверхэкспрессия должна покрывать листья более устойчивыми кристаллами воска и, таким образом, как бы «заправлять» растения на случай длительного наводнения. Тот факт, что все это контролируется только одним геном, делает задачу намного более реалистичной », - заключает участник исследования профессор Оле Педерсен. 

(Источник: news.agropages.com).