Не только люди и животные страдают, когда ртуть стремительно ползет вверх по термометру — растения тоже чувствуют жару. Тепловой стресс — серьезная проблема в сельском хозяйстве, так как она может значительно снизить урожайность. Даже небольшое повышение температуры влияет на рост и развитие растений. Они не могут передвигаться в тень, чтобы спрятаться от тепла, однако разрабатывают стратегии, чтобы защитить себя от теплового стресса.
Неизученные механизмы
Понимание того, как растения реагируют на тепловой стресс, имеет решающее значение для создания культур, которые смогут выдержать повышение средних температур. Ученые уже много лет работают над тем, чтобы понять, как растения чувствуют температуру и используют эту информацию для активации защитных химических путей.
Известно, что реакция растений на тепловой стресс меняется днем и ночью — если тепловой стресс настигает растение в середине дня, у него остается больше шансов выжить, чем в такой же ситуации, но ночью. Ежедневный цикл термостойкости растений — это стратегия, которая защищает растения в самые жаркие дневные часы, а также потенциально предотвращает расточительство энергии, выделяя белки теплового шока ночью.
Дальнейшие исследования подтвердили, что противодействие высоким температурам запускается в растениях, когда они подвергаются воздействию света. Они теряют теплостойкость в темноте и восстанавливают защиту только при повторном освещении.
Генная сигнализация
Д-р Дикинсон, научный сотрудник в Университете Кембриджского университета, обнаружил, что ряд генов, которые участвуют в образовании пластом (хлоропластов), также оказывает влияние на реакцию растения на высокие температуры.
Объединение этих двух звеньев головоломки подтолкнуло к открытию. Оказывается, хлоропласты связаны с ответом на тепловой стресс, и тем, что растения лучше реагируют на нагревание при дневном свете. То есть хлоропласты участвуют в защите растения от тепла. Есть сигнал, посылаемый из хлоропластов в ответ на свет, который активирует гены в ядре, чтобы защитить растения от стресса.
Практическое применение
Дикинсон говорит: жизненно важно, чтобы гены, которые придают устойчивость к тепловому стрессу, были четко определены:
Урожаи многих популярных сегодня культур могут упасть на 3-7% из-за теплового стресса. Открытие, которое мы пытаемся сделать в наших лабораториях, состоит в том, чтобы понять основные механизмы, с помощью которых растение определяет температуру. Также мы пытаемся определить гены, необходимые, для адаптации к более высоким температурам. Когда мы этого добьемся, сможем усовершенствовать эти механизмы для сельскохозяйственных культур и вывести более устойчивые к жаре виды.
Но страдают от излишнего тепла не только привычные нам рожь и пшеница. Любимец сладкоежек — шоколад — попал под прицел глобального потепления. Что с этим намерены делать исследователи — читайте здесь.
По материалам ScienceDaily
