Биологи Национального университета Сингапура выяснили, как растения подавляют образование устьиц и микроскопических пор на их поверхности, чтобы ограничить потерю воды во время засухи, сообщает портал Pys.org.
Устьица, которые присутствуют на поверхности листьев, важны для газообмена между растениями и атмосферой. Однако они также являются основными источниками потери воды, когда она выходит из листьев в виде водяного пара. При нехватке воды растения выполняют две устьичные реакции для ее сохранения: закрывают поры существующих устьиц и ограничивают образование новых.
Эти реакции, которые опосредуются абсцизовой кислотой (АБК), имеют решающее значение для адаптации растений к засухе и особенно важны для поддержания эффективности сельского хозяйства в условиях меняющегося климата. Однако ранее не было изучено, как именно АБК ингибирует выработку устьиц.
В последнем выпуске Science Advances исследовательская группа во главе с доцентом ЛАУ Он Сан с факультета биологических наук Национального университета Сингапура сообщила о механизме, лежащем в основе этого опосредованного засухой подавления развития устьиц.
Ученые обнаружили, что основные киназы передачи сигналов АБК, которые активируются при засухе, напрямую фосфорилируют главный устьичный регулятор SPEECHLESS (SPCH). Фосфорилирование относится к добавлению фосфатной группы к молекуле. Это индуцированноеАБК фосфорилирование белка SPCH происходит в двух разных местах и вызывает деградацию SPCH.
Поскольку SPCH способствует развитию устьиц, фосфорилирование SPCH приводит к снижению уровня SPCH и числа устьиц, а устранение этих участков (образец S240 / 271A) привело к обратному ответу. Важно отметить, что исследователи также продемонстрировали, что растения с измененными сайтами фосфорилирования SPCH проявляли различную устойчивость к засухе.
Эти результаты показывают, что определенный «код» лежит в основе ключевой реакции растений на сохранение воды. Манипулируя им, мы могли бы точно настроить засухоустойчивость культурных растений и помочь оптимизировать их для различных условий выращивания, от традиционного до городского земледелия.
