Президентская программа
исследовательских проектов

Открыт ранее неизвестный механизм адаптации растений к неблагоприятным условиям среды

16.05.2023 | ТАСС.Наука
Руководитель проекта Любовь Юдина проводит анализ флуоресценции хлорофилла растений пшеницы. Источник: Любовь Юдина

Российские биологи выяснили, что растения могут вырабатывать и считывать особые электрические сигналы, которые помогают им приспосабливаться к засухам, чрезмерно яркому свету и другим неблагоприятным условиям среды. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда. С результатами работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), можно ознакомиться на страницах Frontiers in Plant Science.

«Результаты нашего исследования продемонстрировали альтернативный способ адаптации растений к неблагоприятным факторам среды. Исследования в этой области помогут разработать новые методы сохранения продуктивности сельскохозяйственных растений в неблагоприятных условиях», - заявила доцент Института биологии и биомедицины Университета им. Н. И. Лобачевского (Нижний Новгород) Любовь Юдина.
Ученых давно интересует то, как растения реагируют на различные внешние стимулы и защищаются от неблагоприятных факторов среды, в том числе от нехватки воды или избыточно яркого солнечного света. За последние десятилетия биологи открыли большое число защитных механизмов, помогающих представителям флоры экономить воду при ее нехватке или оповещать другие растения о появлении опасных вредителей в их окрестностях.

Юдина и ее коллеги открыли еще один подобный механизм в ходе наблюдений за тем, как меняются электрические характеристики ростков озимой пшеницы при наступлении засух, а также при облучении ее стеблей и листьев чрезмерно ярким светом. Интерес ученых к электрическим свойствам растений был связан с тем, что еще в 2009 году биологи обнаружили способность растений вырабатывать электрические сигналы при ожогах или атаках вредителей.

Электрические сигналы растений

Эти сигналы, порождаемые избытком определенных типов ионов внутри клеток растений в поврежденной части их биомассы, распространяются по остальной части их организма и оповещают еще целые ткани о наличии угрозы. Российские ученые заинтересовались тем, как обнаруженные ими подобные сигналы, сопровождающиеся выработкой так называемых гиперполяризационных электрических импульсов, влияют на жизнедеятельность растений при наличии умеренных угроз для их существования.

Для этого исследователи проследили за тем, как выработка подобных импульсов в ответ на вспышки яркого света или длительный недостаток воды влияли на интенсивность фотосинтеза в клетках стеблей и листьев пшеницы. Как объясняют биологи, подобные сведения можно достаточно просто получить, отслеживая то, как меняется уровень флуоресценции хлорофилла при его взаимодействиях с падающим на него солнечным светом.


Экспериментальная установка для исследования фотосинтетического ответа растений. На подставке внизу располагаются растения, на которые можно одновременно локально воздействовать светом и температурой. Оптический модуль сверху измеряет флуоресценцию в ответ на короткие вспышки света. Источник: Любовь Юдина.

Проведенные биологами замеры показали, что изученные ими электрические импульсы все больше вырабатывались растениями по мере усиления неблагоприятных факторов среды. Усиление этих сигналов сопровождалось аналогичным по силе снижением в интенсивности фотосинтеза, что говорит о том, что гиперполяризационные электрические импульсы играют важную роль в приспособлении флоры к плохим условиям среды.

Эту особенность растений, как отмечают Юдина и ее коллеги, можно использовать для того, чтобы гибко управлять их ростом во время засух и других неблагоприятных погодно-климатических феноменов. Подобные манипуляции позволят агрономам одновременно сохранять жизнь растениям и добиваться минимального снижения их продуктивности в сложившейся обстановке, подытожили ученые.

Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ

Избранные новости

Возврат к списку