После засухи растения сначала заботятся о своей защите и только потом о росте
Ученые из Еврейского университета Иерусалима и Института Солка (США) обнаружили, что растения после засухи в первую очередь активируют иммунную систему, а только потом возобновляют рост.
Долгое время считалось, что растения после засухи стремятся как можно быстрее наверстать упущенное время и возобновить рост. Но в новой работе ученые увидели другую картину: главным приоритетом растений после засухи оказывается не рост, а защита от патогенов. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Биологи изучали небольшое цветущее растение Arabidopsis thaliana (резуховидка Таля) с помощью передовых генетических методов. Ученые следили за восстановлением растений после засухи буквально по минутам – с 15-й минуты после полива и до 260-й минуты. Такая точность наблюдений стала основой для открытия, поскольку обычно растениеводы не фиксируют изменения с такой частотой.
Уже через 15 минут после возобновления полива в листьях Arabidopsis активировались тысячи генов, запускающих мощный иммунный ответ. Этот феномен ученые назвали "индуцированный восстановлением после засухи иммунитет". Подобную реакцию исследователи обнаружили и у диких, и у культурных сортов томатов, что говорит о глубокой древности этого механизма.
Причина такого поведения заключается в особенностях строения растений. Для получения воды они открывают микроскопические поры на поверхности листьев, но те же поры делают растение уязвимым для патогенов из внешней среды. Во время засухи поры закрываются, растение входит в состояние стресса и останавливает рост. Когда вода возвращается, поры быстро открываются, и растение подвергается риску заражения.
Открытие показывает, что растения не просто торопятся наверстать упущенное во время засухи, но и готовятся к тому, что произойдет после возвращения доступа к воде. Исследование открывает новые возможности для создания устойчивых сельскохозяйственных культур. Понимание молекулярных механизмов восстановления после засухи поможет защитить глобальные продовольственные ресурсы в условиях изменения климата.
