Группа исследователей под руководством доцента Мияке Чикахиро и докторанта Такаги Дайсуке из Высшей школы сельскохозяйственных наук Университета Кобе (Япония) обнаружили, что в растениях есть специальный ген, который подавляет токсичные молекулы — побочные продукты, образованные в результате фотосинтеза. Эти выводы имеют важное практическое значение для обеспечения жизни растений в стрессовых условиях. Исследование опубликовано 16 февраля в онлайн-версии журнала Plant Physiology.
Фотосинтез является для растений основным биологическим процессом, однако не совсем безопасным. Когда растения поглощают солнечную энергию, то ее избыток в их клетках приводит к образованию вредных активных форм кислорода (ROS). Эти молекулы разрушают определенные структуры в растении и также производят чрезвычайно токсичные активные формы угарного газа (RCS).
К счастью, выяснилось, что растения имеют гены, которые действуют как ферменты для нейтрализации этих токсичных веществ. Исследователи поставили перед собой задачу определить точную функцию одного из этих генов, известного как альдегид оксидоредуктаза (AOR / Aldehyde oxidoreductase).
Для эксперимента они удалили этот ген из некоторых растений и сравнили их с дикими видами. Растения без гена AOR были значительно меньше и легче, чем те, где он содержался, при воздействии на тех и других солнечного света в течение стандартного 24-часового цикла. Но когда растения постоянно находились при солнечном освещении, значительной разницы в росте между ними не наблюдалось. Это привело ученых к неожиданному открытию, что ген AOR не оказывает никакого влияния на процесс фотосинтеза в дневное время, однако ночью защищает «дыхание» растений.
Фотосинтез в растениях происходит только днем, превращая двуокись углерода в крахмал. В темное время суток они «дышат», используя кислород для преобразования крахмала в глюкозу. Когда исследователи изучили растения, которые испытывали недостаток гена AOR, они обнаружили остатки крахмала в листьях на следующее утро. При отсутствии этого гена токсичные молекулы, которые накопились в клетках растения за день, препятствовали его «дыханию», замедляя рост. Растения с геном AOR не имели остатков крахмала и достигли нормального размера и веса.
«Растения могут функционировать только на 20 % от их полного потенциала, поскольку они ограничены экологическими факторами, такими как недостаток влаги. В ходе работы было выявлено одно из свойств растений, которое имеет большое значение для их выживания при глобальном потеплении. Мы продолжим изучать сильные и слабые стороны растений в условиях экологического стресса, и я надеюсь использовать наши результаты для преодоления климатических барьеров», — сказал профессор Мияке.
https://www.gismeteo.ru/news/sobytiya/18310-uchenye-vyyasnili-chto-u-rasteniy-est-svoy-protivogaz/
