Ученые обнаружили скрытый уровень идентичности в клетках корней растений: «режим окружающей среды», который включается в некоторых клетках и становится более распространенным при нехватке воды.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature, под руководством доктора Марины Оливы и профессора Райана Листера из Центра передового опыта в области космических растений ARC и Школы молекулярных наук Университета Западной Австралии изучалось, как клетки растений реагируют на условия засухи.
«Корни уже давно описываются как набор четко определенных, различных типов клеток, каждый из которых следует по одному пути от молодой клетки к зрелой», — сказал доктор Олива.
Исследователи считывают генную активность сотен тысяч отдельных клеток кончика корня модельного растения Arabidopsis.
Команда обнаружила, что почти каждый тип клеток делится на две группы: клетки, которые включают общий набор из сотен генов, участвующих в реагировании на условия окружающей среды, и клетки, которые их не включают.
«Мы ожидали, что у каждого типа клеток будет одна история, но вместо этого обнаружили, что у каждого типа клеток есть две», — сказал доктор Олива. «Что их отличает, так это то, что одна группа активирует дополнительный набор генов, связанных с реакциями окружающей среды.
«Что было действительно поразительно, так это то, что когда мы изменили условия выращивания, корень отреагировал изменением количества клеток, включивших эту дополнительную программу».
На реакцию повлияла абсцизовая кислота, растительный гормон, который координирует реакцию на засуху. Растения, неспособные вырабатывать или ощущать гормон, имели гораздо меньше клеток в этом режиме, в то время как растения, выращенные с ограниченным количеством воды, имели гораздо больше клеток: примерно с четырех из 10 клеток до двух из трех.
Профессор Листер из UWA и Института медицинских исследований Гарри Перкинса сказал, что это открытие было невидимо для старых методов анализа, которые в среднем объединяли тысячи клеток.
«Растения не могут двигаться, спасаясь от плохих условий, поэтому им нужны способы адаптироваться к изменениям в окружающей среде», — сказал профессор Листер.
«Это открытие предполагает, что корни делают это, смещая баланс между двумя состояниями, которые могут принять их клетки, почти как поворот циферблата.
«Понимание того, как корни реагируют на воду и питательные вещества, имеет решающее значение для выращивания сельскохозяйственных культур, способных справиться с засухой на Земле, а также для выращивания растений в контролируемой среде вертикальных ферм и космических миссий».
В исследовании приняли участие исследователи из Университета Ла Троб, Института Уолтера и Элизы Холл, Сингапурского агентства A*STAR и Университета Чжэцзян.
/Университетский выпуск. Этот материал от исходной организации/автора(ов) может носить характер на определенный момент времени и отредактироваться для ясности, стиля и объема. Mirage.News не занимает институциональных позиций или сторон, и все взгляды, позиции и выводы, выраженные здесь, принадлежат исключительно автору(ам). Полный текст можно посмотреть здесь.
