Команда из Женевского университета обнаружила механизмы, с помощью которых семя решает оставаться в «зимней спячке» или запускать прорастание в зависимости от температуры наружного воздуха. пресс-релиз.
Прорастание является важнейшим этапом в жизни растения, потому что оно оставит стадию семени, устойчивую ко многим ограничениям окружающей среды (климатические условия, отсутствие питательных веществ и т. д.), чтобы стать более уязвимым саженцем. Выживание молодого растения зависит от времени этого перехода. Поэтому необходимо, чтобы этот этап тщательно контролировался.
Швейцарская команда под руководством ученых из UNIGE обнаружила внутренний термометр семян, который может задерживать или предотвращать прорастание, если температура слишком высока для будущих саженцев. этот работа Это может помочь улучшить рост растений в контексте глобального потепления.
Как растут семена?
Новообразованные семена находятся в состоянии покоя: они не могут прорасти. Через несколько дней (или даже месяцев, в зависимости от вида) семена пробуждаются и приобретают способность прорастать в надлежащее время для роста сеянцев и производства новых семян. Однако не спящие семена все же могут решить свою судьбу. Например, не находящиеся в состоянии покоя семена, внезапно подвергшиеся воздействию очень высоких температур (> 28 °C), могут предотвратить прорастание. Механизм подавления по температуре (тепловое демпфирование) позволяет очень точно регулировать. Разница всего в 1–2 °C может задержать прорастание семян и, таким образом, повысить шансы на выживание всходов в будущем.
Основной белок: фитохром b
Группа Луис Лопес-Молина, профессор кафедры наук о растениях факультета естественных наук UNIGE, заинтересована в наблюдении за прорастанием растений. арабидопсис талийский, вид растений, принадлежащий к семейству Brassica и используемый в качестве модели во многих исследовательских проектах. Чтобы понять механизмы обнаружения, которые позволяют семенам вызывать ингибирование тепла, ученые исследовали ход уже описанных явлений, которые очень похожи у молодых растений, то есть на более продвинутой стадии развития.
На самом деле сеянцы также чувствуют перепады температуры, небольшое повышение температуры способствует росту стеблей. Это приспособление похоже на то, которое наблюдается, когда растение оказывается в чужой тени: оно удлиняется, чтобы избежать тени, чтобы выставить себя на солнечный свет, более благоприятный для фотосинтеза. Эти различия обнаруживаются чувствительным к свету и температуре белком фитохромом b, который обычно тормозит рост растений. Повышение температуры на 1–2 °C помогает инактивировать фитохром b, что делает его менее эффективным в предотвращении роста.
внутренний термометр
Чтобы понять, играет ли фитохром b также роль в терморегуляции во время прорастания, авторы препарировали семена, чтобы разделить ткани внутри семени: зародыш (который даст начало молодому растению) и эндосперм (питательная ткань, которая также контролирует прорастание). ). арабидопсис семя). В отличие от эмбрионов, имплантированных в контакте с эндоспермом, исследователи обнаружили, что эмбрионы, лишенные эндосперма, не могут остановить свой рост при очень высоких температурах, что приводит к их гибели.
«Мы обнаружили, что термическое торможение в арабидопсис Урсула Пескоревич, научный сотрудник отдела наук о растениях факультета естественных наук UNIGE и первый автор исследования, объясняет, что эмбрион не контролируется эндоспермом независимо, что открывает новую важную функцию этой ткани. «Другими словами, в отсутствие эндосперма зародыш внутри семени не поймет, что температура слишком высока, и начнет прорастать, что может привести к летальному исходу».
Необходимо лучшее понимание триггеров и задержек
Термическое торможение прорастания — новый пример влияния климатических изменений на некоторые циклические явления в жизни растений (прорастание, цветение и др.). «Ожидается, что эта черта повлияет на распространение видов и выращивание растений, и этот эффект будет усиливаться по мере повышения температуры во всем мире», — говорит Луис Лопес Молина, последний автор исследования. Лучшее понимание того, как свет и температура стимулируют или замедляют прорастание семян, на самом деле может помочь улучшить рост растений, подвергающихся воздействию широкого диапазона климатических условий.
«Главный евангелист пива. Первопроходец в области кофе на протяжении всей жизни. Сертифицированный защитник Твиттера. Интернетоголик. Практикующий путешественник».
More Stories
Ученые раскрыли секреты потери морских звезд и возобновления роста конечностей
Комплексное мероприятие сообщества людей с деменцией в Ратуте, посвященное Всемирному месяцу борьбы с болезнью Альцгеймера.
Новое исследование массивного надвига предполагает, что следующее большое землетрясение может быть неизбежным