Учёные из Национального университета Чоннам обнаружили молекулярный переключатель, который защищает культуры от заморозков. Новые открытия показывают быстрый молекулярный переход, который изменяет рост растений под холодным стрессом, открывая путь для устойчивых к климату культур. Об этом сообщает Национальный университет Чоннам.

Также следите за нами в Viber и Telegram.

Исследовательская группа из Кореи обнаружила, как растения быстро активируют скрытый генетический «переключатель», который помогает им выживать в холодной среде. Они показывают, что низкие температуры вызывают перепрограммирование гормонального сигнального пути, что приводит к разрушению репрессоров ауксин/индолуксусной кислоты, высвобождая ARF7 и ARF19 для активации основного гена CRF3, помогая растениям выживать в холоде. Это открывает новый способ разведения культур, которые остаются продуктивными даже в непредсказуемых климатических условиях.

Внезапные похолодания могут угрожать выживанию растений, особенно на ранних этапах роста. Но как растения достаточно быстро обнаруживают холод, чтобы инициировать жизненно важные изменения? Исследователи из Национального университета Чхоннам обнаружили скрытый молекулярный «переключатель», который быстро перепрограммирует развитие корней так, чтобы выдерживать неблагоприятные холодные условия.

Команда обнаружила, что холодный стресс вызывает быстрое разложение белков ауксин/индолуксусной кислоты (Aux/IAA), которые обычно подавляют активацию генов, связанных с ростом. После уничтожения этих репрессоров высвобождаются ключевые регуляторы ARF7 и ARF19, что позволяет им активировать фактор реакции цитокинина 3 (CRF3) — основной регулятор, изменяющий архитектуру корня для работы с холодными условиями.

«Холодный стресс не просто замедляет рост растений — он активно перепрограммирует гормональные сигналы для адаптации развития корней», — отмечают исследователи.

Исследование также показывает, что холодные условия активируют сигналы цитокинина для индуцирования CRF2, который работает вместе с CRF3. Эти два гена выступают в роли интеграторов, объединяя сигналы окружающей среды с внутренними гормональными сигналами для тонкой настройки инициации латеральных корней под стрессом. Также было установлено, что пути ауксина и цитокинина сходятся в CRF, образуя единый модуль холодного отклика.

«Растения выживают, потому что интегрируют внешний стресс с внутренними программами развития. Мы определили один из ключевых переключателей, обеспечивающих эту интеграцию», — сообщили учёные.

Эти результаты подчёркивают возможности для защиты сельскохозяйственных культур от растущей климатической нестабильности. Усиливая сигнализацию CRF2/CRF3 или стабилизируя активность ARF путём целенаправленной деградации Aux/IAA, учёные могут выращивать культуры, поддерживающие стабильный рост корней в холодных почвах. Такие сорта улучшат раннее прививка, повышают эффективность усвоения питательных веществ и поддерживают устойчивое сельское хозяйство с уменьшением использования удобрений. Исследование также подчёркивает потенциал развития синтетических молекул или биостимуляторов, которые могут защитить саженцы в неожиданные периоды экстремального холода.

В течение следующего десятилетия этот молекулярный путь может помочь выращивать культуры в более суровых климатических условиях и служить основой для точной селекции и инженерии климатически устойчивых культур на базе CRISPR.

Просмотров: 125

Теги: биостима, генетический переключатель, гормональный ответ, культурный отбор, молекулярная сигнализация, рост растений, развитие корней, сельскохозяйственные культуры, холодный стресс