В будущем при выращивании сельскохозяйственных культур потребуется меньше азотных удобрений. Поэтому цель должна заключаться в повышении эффективности использования азота, чтобы уровни урожая могли оставаться стабильными. Растения реагируют на легкий дефицит азота удлинением боковых корней. Таким образом можно абсорбировать больше азота, чем раньше. Исследователи из Института Лейбница IPK открыли гормональный регуляторный модуль, который опосредует молекулярные процессы этой адаптации. Центральную роль в этом играют брассиностероиды и ауксины. Результаты опубликованы в журнале. Связи с природой.
Очень важно, чтобы растения могли адаптировать свою корневую структуру к изменениям в почве. При небольшом недостатке азота многие растения удлиняют боковые корни. Гормон ауксин играет важную роль в формировании корней. При достаточном поступлении азота от растения к корням передается достаточное количество ауксина для роста. Объясняет профессор доктор Николас фон Верен, заведующий отделом физиологии и клеточной биологии Института Лейбница ИПК.
Но дело не только в ауксине, брассиностероиды также играют важную роль в этом процессе. Он в значительной степени синтезируется в случае умеренного дефицита азота и передается как сигнал, способствующий росту. «Этот сигнал, в свою очередь, необходим для индукции генов TAA1 и YUCCA8 в корнях», — объясняет доктор Чжунтао Цзя, первый автор исследования. «Таким образом, образование ауксина контролируется и регулируется в соответствии с требованиями к азоту. В конечном итоге таким образом увеличивается удлинение боковых радикалов».
«В нашем исследовании мы открыли единицу гормональной регуляции. Новым является то, что мы можем расположить гормоны в иерархическом порядке, то есть брассиностероиды являются источником ауксина в этом процессе», — говорит профессор доктор Николас фон Верен. Но не только это: ученые IPK также обнаружили аллельные вариации в гене YUCCA, исследуя модель растения арабидопсис. «Это связано с тем фактом, что некоторые природные образцы (сорта определенного географического происхождения) демонстрируют более сильное удлинение боковых корней, чем другие при выращивании в условиях умеренного дефицита азота».
Следующая задача — использовать эти открытия для дальнейшего генетического улучшения сельскохозяйственных культур, например, путем разработки генетических маркеров или редактирования генов с использованием технологии CRISPR / Cas. «Мы также ожидаем таких различий между отдельными штаммами образцов ячменя или пшеницы в нашем генном банке», — говорит профессор доктор Николас фон Верен. Кроме того, исследователи IPK хотят исследовать вопросы о том, как растения измеряют свой внутренний пищевой статус по азоту и какие факторы могут играть роль в процессе удлинения корней еще до того, как в них вступят брассиностероиды.
Источник рассказа:
Материалы Представление о Институт генетики растений и исследований сельскохозяйственных культур им. Лейбница. Примечание. Содержимое можно изменять в зависимости от стиля и длины.
«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