Ученые нашли способ делать растения устойчивыми к засухе
У молекулярных биологов из США получилось модифицировать один из генов плодовых растений для того, чтобы они научились вовремя распознавать наступление засухи.
Ген растений изменяется таким образом, что растения начинают воспринимать молекулы одного из противогрибковых средств как сигнал к наступлению засухи. Это в прямом смысле делает возможным управление сельскохозяйственными культурами на предмет их чувствительности к воде или ее отсутствию.
Опыты провели биологи из университета Калифорнии в Риверсайде (США) под руководством Шона Катлера (Sean Cutler). Долгие годы эта группа трудилась над созданием синтетического аналога абсцизовой кислоты, которая представляет собой особый гормон, управляющий реакцией растения на засуху. Клетки растений начинают выделять молекулы этого вещества, как только «чувствуют», что им не хватает воды. В конечном счете это приводит к тому, что листья, стебель, соцветия и другие части растения закрывают поры, замедляют рост, тем самым уменьшая потерю воды.
Несмотря на довольно простую структуру, кислота оказалась очень сложным союзником для биохимиков. Эта кислота дорога при синтезировании, изменяет свою структуру под действием света, а при попадании в растение быстро распадается. Поэтому абсцизовую кислоту не получится использовать фермам или домашним хозяйствам. Создание же аналогов АВА к успеху так и не привели.
В связи с этим группа Катлера выбрала другой путь: не подбирая замены абсцизовой кислоте, ученые решили «перепрограммировать» сам клеточный рецептор, который и ответственен за реакцию растений на засуху. Вместо кислоты решили добавить специальное вещество - фунгицид.
Видоизмененную версию гена ученые вставили в клетки двух растений – садовых помидоров и арабидопсиса (это растение является для биологов неким «аналогом» лабораторной мыши). В результате оба этих растения стали легко переживать даже очень сильные засухи в том случае, если в их небольшой водный рацион был добавлен фунгицид. В то же время и при нормальном количестве воды растения продолжали хорошо плодоносить и ничем не отличались от своих собратьев, которые не подверглись генетическим изменениям.
Опыты провели биологи из университета Калифорнии в Риверсайде (США) под руководством Шона Катлера (Sean Cutler). Долгие годы эта группа трудилась над созданием синтетического аналога абсцизовой кислоты, которая представляет собой особый гормон, управляющий реакцией растения на засуху. Клетки растений начинают выделять молекулы этого вещества, как только «чувствуют», что им не хватает воды. В конечном счете это приводит к тому, что листья, стебель, соцветия и другие части растения закрывают поры, замедляют рост, тем самым уменьшая потерю воды.
Несмотря на довольно простую структуру, кислота оказалась очень сложным союзником для биохимиков. Эта кислота дорога при синтезировании, изменяет свою структуру под действием света, а при попадании в растение быстро распадается. Поэтому абсцизовую кислоту не получится использовать фермам или домашним хозяйствам. Создание же аналогов АВА к успеху так и не привели.
В связи с этим группа Катлера выбрала другой путь: не подбирая замены абсцизовой кислоте, ученые решили «перепрограммировать» сам клеточный рецептор, который и ответственен за реакцию растений на засуху. Вместо кислоты решили добавить специальное вещество - фунгицид.
Видоизмененную версию гена ученые вставили в клетки двух растений – садовых помидоров и арабидопсиса (это растение является для биологов неким «аналогом» лабораторной мыши). В результате оба этих растения стали легко переживать даже очень сильные засухи в том случае, если в их небольшой водный рацион был добавлен фунгицид. В то же время и при нормальном количестве воды растения продолжали хорошо плодоносить и ничем не отличались от своих собратьев, которые не подверглись генетическим изменениям.