Учени от Япония откриха нов, много лесен начин за повишаване на устойчивостта към суша при много растения. Изследването, публикувано в сп. „Nature Plants“, съобщава за откриването на нов биохимичен път, който се активира при суша. Проучвайки го подробно, учените са успели да повишат сухоустойчивостта, просто отглеждайки растенията в …. оцет.
Изследването започва с откриването на нова мутантна линия на моделното растение Arabidopsis, показваща висока устойчивост към суша. Растенията имат мутация на ензим, наречен HDA6 (histone deacetylase6, хистон деацилаза6) и учените са изследвали как точно тази мутация позволява на растенията, да растат нормално без вода.
Проучването на нормални растения Arabidopsis в условия на суша показа, че експресията на HDA6 е свързана с активирането на биохимичен път, който произвежда ацетат, основен компонент на оцета. В мутантните линии, те са открили, че при същите условия, този биохимичен път се активира още повече и растенията натрупват по-големи количества ацетат. Изследванията показват, че ензима HDA6 действа като превключвател, който контролира кой метаболитен път да е активен. Обикновено растенията разграждат захари за енергия, но в условия на суша, те се превключват към ацетат-произвеждащ път, стимулиращ сигналния път на жасмонатите (растителни хормони), определящи сухоустойчивост.
Учените са премерили нивата на ацетат в нормални растения и са установили, че количеството му при суша пряко корелира с тяхната преживяемост. Тези резултати предполагат, че увеличаването на количеството ацетат в растенията, може да им помогне да преживеят сушата. Учените са проверили тази хипотеза, като са третирали нормални растения с оцетна киселина, други органични киселини или вода преди засушаването им. Установили са, че след 14 дни без вода повече от 70% от растенията, третирани с оцетна киселина са оцелели, докато всички останали растения са загинали. Външното прилагане на оцетна киселина увеличава и de novo синтеза на жасмонати в растенията.
Учените са картирали целия сигнален път, задействан от HDA6 и са установили, че той е силно консервативен при различни видове растения. Нещо повече външното прилагане на оцетна киселина успешно повишава устойчивостта към суша и в рапица, ориз, царевица и пшеница, когато растенията се отглеждат при оптимална концентрация на оцетна киселина.
Техните открития показва радикално нова стратегия за оцеляване, която използва епигенетично (влияние на околната среда върху гените) превключване на метаболитния поток и сигналния път на хормоните, чрез които растенията се приспособяват към сушата.
Kim JM and To KT et al. (2017) Acetate-mediated novel survival strategy against drought in plants. Nature Plants. DOI: 10.1038/nplants.2017.97
Source: Phys.org
