До настоящего времени ученые не могли точно объяснить, каким образом соль - бич современного земледелия - останавливает рост корневой системы растений.
Ответ найден группой исследователей из Института Карнеги: оказывается, соль по-разному влияет на разные типы корневой системы. Это вещество накапливается в орошаемой почве в результате испарения воды. По данным ООН, засоленность оказывает крайне негативное влияние на рост сельскохозяйственных культур на 80 миллионах гектаров пахотных земель, и не только в развивающихся странах.
Ученые выяснили, что внутренний слой ткани боковых корней, обеспечивающих опору растению, чувствителен к соли и активирует гормон стресса, останавливающий рост корневой системы.
Исследование, опубликованное в журнале The Plant Cell, дает возможность понять суть этой стрессовой реакции и вывести культуры, устойчивые к солям почвы. Корни растений тесно взаимодействуют со своим окружением, а сложная разветвленная корневая система позволяет им детально исследовать качество почвы. Боковые корни растут горизонтально от основного корня, и они особенно важны для обеспечения растения влагой и питательными веществами.
Ученые вырастили саженцы арабидопсиса (Arabidopsis sp.), контролируя рост корневой системы с помощью сканера, что позволило им оценить динамику этого процесса в зависимости от соли. При добавлении в субстрат соли боковые корни впадали в состояние спячки. Исследователи установили, что ключевой сигнальной молекулой торможения роста является молекула абсцизовой кислоты (растительного гормона, индуцирующего состояние покоя).
Растения арабидопсиса в лабораторных условиях
Животные, сталкиваясь с опасностью, либо вступают в схватку, либо убегают. Растения не способны спастись бегством, но зато умеют контролировать темпы своего роста на опасной территории. Оказывается, абсцизовая кислота - гормон стресса, вырабатываемый растениями в засушливой или засоленной среде – играет у них такую же роль, как у животных способность к сражению или побегу. Реакция на соль в значительной мере определяется восприятием гормона стресса отдельными клетками.
Технологии непрерывного сканирования позволили ученым пронаблюдать за ростом корня. Главную роль играет внутренний слой корня - эндодерм. Этот слой корневой ткани крайне важен, поскольку он выполняет функцию полупроницаемого барьера, ограничивающего проникновение нежелательных веществ из окружающей почвы в корневую систему. Кроме фильтрации веществ, поступающих из почвы, эндодерм - при помощи абсцизовой кислоты - тормозит рост растения в неблагоприятной среде. Повышение уровня мирового океана, вызванное климатическими изменениями, по мнению американских исследователей, приведет к появлению еще более засоленных почв на прибрежных территориях. А понимание принципов реагирования растений (особенно, сельскохозяйственных культур) на соль сыграет неоценимую роль в деле селекции сортов, устойчивых к засоленности почв.
Источник: News2000
