Свет замедляет рост растений: неожиданное открытие ученых

Японские ученые раскрыли механизм влияния света на прочность стеблей растений. Открыта ключевая роль п-кумаровой кислоты в укреплении связи между тканями и ее двойственное влияние на рост и устойчивость культур.

Клетки, подвергнутые воздействию света, показали иной характер флуоресценции, что согласуется с накоплением большого количества п-кумаровой кислоты — соединения, укрепляющего клеточные стенки.

Источник: Osaka Metropolitan University

Ученые из Осакского столичного университета обнаружили ранее неизвестный механизм, объясняющий, как свет влияет на развитие растений. В центре внимания оказались молодые стебли гороха. С помощью специальной методики эксперты измерили прочность сцепления эпидермиса (внешнего слоя) с внутренними тканями и выявили: у растений, выращенных на свету, эта связь значительно прочнее, чем у тех, что росли в темноте.

«Это явление ранее не наблюдалось, что делает его особенно интересным открытием», — передает ScienceDaily слова профессора Коичи Сога, руководителя исследования.

Чтобы выяснить причину различий, ученые исследовали клетки растений под флуоресцентным микроскопом. Оказалось, что у стеблей, подвергшихся воздействию света, повышен уровень п-кумаровой кислоты — фенольного соединения, укрепляющего клеточные стенки. Это вещество способствует более плотной адгезии между слоями тканей.

Свет не только стимулирует рост растений, но и незаметно укрепляет их структуру, а в некоторых случаях даже может ограничивать развитие.

Источник: Freepik

Накопление п-кумаровой кислоты — ключевой фактор укрепления связи между эпидермисом и внутренними тканями», — поясняет Юма Симидзу, аспирант и первый автор работы.

Однако у этого эффекта есть и обратная сторона: более прочная структура ограничивает способность растения к росту. Когда ткани плотно связаны, внутренние слои не могут свободно расширяться, что замедляет удлинение стебля. Таким образом, свет не только способствует развитию, но и может выступать естественным ограничителем роста.

Ученые считают, что открытый механизм может быть универсальным для многих растений. Дальнейшие исследования покажут, можно ли управлять этим процессом для повышения устойчивости культур к стрессам. «Если мы научимся контролировать адгезию тканей, возможно, удастся вывести растения с улучшенной устойчивостью к неблагоприятным условиям», — подчеркивает профессор Сога.

Результаты работы могут найти применение в сельском хозяйстве для создания новых сортов, способных лучше переносить засуху, ветер и другие стрессовые факторы.

Тем временем российские ученые провели транскриптомный анализ колорадского жука при грибковых инфекциях и выявили тысячи генов иммунного ответа — это поможет создать новые биологические методы защиты растений. Подробности — в другом материале Hi-Tech Mail.