Ученые обнаружили, что растения помнят засуху – AgroPortal

Растения и животные во время засухи используют сигнальную молекулу, чтобы ограничить потерю воды. Молекула дает им своего рода память о том, насколько сухим был день.

О результатах исследования сообщается на сайте Университета Würzburg.

Ученые рассказывают, что сигнальная молекула ГАМК (гамма-аминомасляная кислота) препятствует открытию пор листа (слева). В случае, если фермент GAD2, который превращает глутамат в эту молекулу, генетически выключен, поры остаются открытыми даже во время засухи — и растения теряют больше воды (в центре).

Если ген GAD2 повторно вводится в закрывающиеся клетки, дефект устраняется (справа).

Эксперимент показывает, что клетки растения автономно воспринимают стресс и реагируют на него выработкой ГАМК.

«Я изучаю, как растения регулируют свой водный баланс более 35 лет. Найти совершенно новый и неожиданный способ экономии воды, безусловно, было одним из самых удивительных открытий в моей жизни»,— говорит профессор Райнер Хедрих, ученый-растениевод и биофизик из Университета Юлиуса Максимилиана (JMU) в Германии.

Группа Хедриха сделала свое открытие вместе с исследователями из Университета Аделаиды из Австралии.

Ученые рассказывают: чем засушливее выдался день, тем больше ГАМК накапливается в тканях растения в течение дня. На следующее утро количество ГАМК определяет, насколько широко растение открывает поры листьев. Это помогает ограничить потерю воды.

ГАМК — это сигнальная молекула, которая также встречается у людей и животных: там она является посредником нервной системы. У растений нет нервных клеток и мозга. И все же сигнальная молекула работает и в них, обеспечивая процессы, подобные памяти.

Райнер Хедрих называет еще одну связь: кратковременная память, которую плотоядная венерианская мухоловка использует для подсчета количества прикосновений жертвы к ней, зависит от уровня кальция в клетке. И именно уровень кальция регулирует ферментативный биосинтез ГАМК в растениях.

Эффект сигнальной молекулы был продемонстрирован на различных культурах.

«Под влиянием ГАМК, например, ячмень, бобы и соя закрывают поры своих листьев», — говорит профессор Мэтью Гиллихэм из Университета Аделаиды.

Таким же образом реагируют и лабораторные растения, которые производят больше ГАМК из-за мутаций. В экспериментах этим мутантам требуется меньше воды, и они дольше переживают засуху.

Наталья Рекуненко, AgroPortal.ua