Пшеница умеет адаптироваться к тепловому стрессу

Вторник, 23 апреля 2019 г.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e

Не секрет, что высокая температура негативно влияет на развитие растений и значительно снижает их продуктивность. Будет ли культура устойчива к стрессу, определяется тем, насколько её клетки обеспечены энергией. Как сообщает «Наука в Сибири» со ссылкой на старшего научного сотрудника лаборатории физиологической генетики СИФИБР СО РАН кандидата биологических наук Ольгу Боровик, именно от этого зависит ответ на стрессовое воздействие.

Если энергии достаточно и она тратится в нужном русле, то растение выживает, адаптируется, а если нет — в конечном итоге оно погибает. Основные процессы, поставляющие и преобразующие энергию в клетках растений, это фотосинтез и дыхание. В результате фотосинтеза происходит синтез сахаров, которые используются для дыхания, поддержания роста и развития. Однако этот механизм оказывается чрезвычайно восприимчивым к влиянию высоких температур.

К высоким температурам чувствительны мембраны, в том числе хлоропластов и митохондрий. Происходят структурные изменения в клетке, инактивируются многие ферменты, усиливается дыхание, ингибируется фотосинтез, истощается или ограничивается пул доступных восстановительных эквивалентов и сахаров, и растение погибает. Как внешне листья увядают, так и на физиолого-биохимическом уровне происходит угасание многих процессов.

Предполагается, что в стрессовых условиях дыхание участвует в поддержании фотосинтеза. Важная роль здесь отводится альтернативным ферментам дыхания — тем, которые выступают заменой основным, если происходит ограничение их функционирования. Один из таких ферментов — альтернативная оксидаза митохондрий. Сотрудники СИФИБР СО РАН изучили, как тепловое закаливание и тепловой стресс влияют на выживаемость яровой пшеницы, на синтез белков теплового шока и содержание водорастворимых углеводов в листьях, а также на функционирование изолированных хлоропластов и митохондрий.

Для исследования взяли распространенный в Сибири сорт пшеницы «Новосибирская-29». В первую очередь учёные подбирали такие условия теплового закаливания, чтобы растение смогло выдерживать длительное воздействие высоких температур. Контейнеры с проростками пшеницы на 24 часа помещали в камеру при температуре 39 °C, затем подвергали воздействию 50 °C в течение одного и трёх часов. После листья исследовали на содержание водорастворимых углеводов, белков теплового шока и белка альтернативной оксидазы.

Исследователи выделяли из листьев митохондрии, очищали их от хлоропластов и определяли функционирование альтернативной оксидазы. Эксперименты показали, что вклад альтернативной оксидазы и содержание её белка увеличивается при тепловом закаливании и поддерживается на высоком уровне при воздействии теплового стресса. «Мы продемонстрировали, что этот фермент участвует в развитии термотолерантности растения. Благодаря ему культура более устойчива к воздействию высоких температур. Мы предположили, что альтернативная оксидаза участвует в поддержании фотосинтеза и помогает растению адаптироваться к тепловому стрессу», — рассказала Ольга Боровик.

Также было показано, что функционирование альтернативной оксидазы зависит от пула водорастворимых углеводов. Одной из причин активации альтернативной оксидазы может быть увеличение содержания в хлоропластах и митохондриях пероксида водорода, который выполняет сигнальную функцию. В следующих экспериментах ученые СИФИБР СО РАН будут проверять эту гипотезу, а в перспективе результаты исследования можно будет использовать для создания устойчивых к воздействию высоких температур сортов пшеницы.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e


Просмотров: 176
Рубрика: Hi-Tech
(CY)

Архив новостей / Экспорт новостей

Ещё новости по теме:

RosInvest.Com не несет ответственности за опубликованные материалы и комментарии пользователей. Возрастной цензор 16+.

Ответственность за высказанные, размещённую информацию и оценки, в рамках проекта RosInvest.Com, лежит полностью на лицах опубликовавших эти материалы. Использование материалов, допускается со ссылкой на сайт RosInvest.Com.

Skype: rosinvest.com (Русский, English, Zhōng wén).

Архивы новостей за: 2018, 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005, 2004, 2003

Rating@Mail.ru