ТПС: Ново научно откритие може да повиши устойчивостта на селскостопанските култури

Израелски учени съобщиха, че растенията, които понасят щети в резултат на естествени явления като бури, нападения от вредители или от човешка дейност като подрязване, могат активно да насочват енергия към мястото на нараняването, като по този начин ускоряват процеса на възстановяване отвътре навън. Според тях това откритие дава възможности за повишаване на устойчивостта на земеделските култури при стресовите условия на полето, разказва израелската новинарска агенция ТПС. 
Проучването установява, че растенията реагират на увреждане, като пренасочват захари към засегнатите тъкани, подпомагайки процеса на регенерация.
„По-прецизният контрол върху този процес ще ни позволи да разработим генетични инструменти, които да улеснят вкореняването и размножаването на растенията“, заяви пред ТПС професор Идан Ефрони от Еврейския университет, който ръководи изследването.
Резултатите са публикувани в рецензираното научно списание „Просийдингс ъф дъ Нешънъл Академи ъф Сайънсис“ (Proceedings of the National Academy of Sciences).
Растенията произвеждат захари чрез фотосинтеза и ги използват като източник на енергия за растеж и възстановяване. Отдавна е известно, че захарите са необходими за регенерацията, но досега не беше напълно ясно как растенията пренасят тази енергия до увредените тъкани в началото на възстановителния процес.
За да изследват този механизъм, учените проучили регенерацията на корените при Arabidopsis thaliana – малко цъфтящо растение, широко използвано в биологичните изследвания.
Те установили, че успешната регенерация зависи от захарите, произведени чрез фотосинтеза, и че ограничените количества захари могат да забавят възстановителния процес.
Екипът използвал флуоресцентен сензор за глюкоза, наречен „Глифон“ (Glifon), адаптиран специално за изследването, за да наблюдава движението на захарите в живи растения в реално време. Инструментът позволил на учените да проследят къде се натрупват захарите, докато увредените тъкани започват да се възстановяват.
Едно от ключовите открития е, че различните видове захари имат различни проявления след нараняване. Макар че регенерацията зависи от захарозата, която достига от фотосинтезиращите тъкани в други части на растението, именно глюкозата, а не захарозата, се натрупва около самото място на увреждането.
Изследователите също така установили, че нараняването бързо активира гени, свързани с транспорта и метаболизма на захарите. Изглежда, че тези гени подпомагат пренасочването на енергия към увредената зона, особено когато запасите от захари са ограничени.
Според проучването нараняването предизвиква локална промяна в преноса на енергия вътре в растението, като води до концентриране на глюкоза около увредената област в момента, когато започва образуването на нова тъкан.
Резултатите показват, че растенията не разчитат единствено на вече съществуващия поток на захари. Вместо това нараняването изглежда задейства вътрешен механизъм, който активно преразпределя енергийните ресурси към засегнатото място.
Откритията могат да имат значение за селското стопанство, където културите често са изложени на физически увреждания вследствие на вятър, градушки, вредители, земеделска техника или подрязване. Разбирането на начина, по който растенията насочват енергия към увредените тъкани, би могло в бъдеще да помогне на учените да изяснят защо някои растения се възстановяват по-ефективно от други.
Изследването може също така да помогне за обяснението как растенията се възстановяват при неблагоприятни условия на околната среда, като суша, високи температури или бедни почви, когато енергийните ресурси са ограничени. По-ясното разбиране за начина, по който растенията разпределят захарите, може да помогне на учените да оценят по-добре механизмите на устойчивост при подобни условия.
„Тук има потенциал да се предотврати разхищението на захари. Така в растението ще останат повече налични захари, които могат да бъдат насочени към производството на плодове и цветове“, каза Ефрони.
„В следващите изследвания искаме да видим как самото нараняване и мобилизирането на ресурсите влияят върху разпределението на ресурсите в растението като цяло и дали можем да оптимизираме този процес“, заяви Ефрони. „Дали да накараме растението да не инвестира толкова много в възстановяването на нараняването, ако искаме то да произвежда повече зърно, или пък е важно първо да възстанови корена си, за да се укрепи. Възможно е това да бъде контролирано.“
Ефрони подчерта, че проучването не предлага пряко и незабавно приложение в селското стопанство. Въпреки това идентифицирането на гените и моделите на транспорт, участващи в регенерацията, създава основа за бъдещи изследвания върху устойчивостта на растенията.
„Подобно откритие би могло през следващите години да ни помогне да подобрим размножаването на растенията“, каза той.
(Тази информация се разпространява по споразумение между БТА и ТПС)