Для захисту від посухи рослини використовують оцтову кислоту. (Фото: prudkov / Depositphotos.)
Експериментальну посуху змогли пережити тільки ті рослини, яких підгодовували оцтом. (Фото: RIKEN.)
Багатьом рослинам часто доводиться витримувати посуху, і було б дивно, якби на такий випадок у них не було якихось захисних механізмів. Це означає, що, коли приходить посуха, в клітинах рослин включаються спеціальні гени, які якось так організовують обмін речовин, щоб рослина змогла пережити важкий час і не засохнути.
Як же включаються посухостійкі гени? Як відомо, один з найефективніших і найпоширеніших способів регуляції генетичної активності пов'язаний з упаковкою ДНК. Особливі білки гістони, з якими ДНК пов'язана в клітці, можуть так щільно її упакувати, що до генів буде не дістатися. Або ж, навпаки, гістони можуть утримувати ДНК відносно вільно, так що з неї можна безперешкодно зчитувати генетичну інформацію. Активність тих чи інших генів багато в чому залежить від того, як сидять гистони на тому чи іншому шматку ДНК.
А поведінка вже самих гістонів залежить від хімічних модифікацій на їх молекулах. Модифікації виконує ціла бригада ферментів: одні з них навішують на гістони певні хімічні групи, інші, навпаки знімають. Дослідники з японського Інституту фізико-хімічних досліджень (RIKEN) виявили, що у рослин арабидопсиса (Arabidopsis thaliana - звичайна модель в молекулярно-біологічних експериментах) при нестачі вологи починає активно працювати ген HDA6.
Цей ген як раз кодує гістонові деацетілазу - один з ферментів, які управляють модифікаціями на білках-гістонів. Після обробки ферментом гистони інакше взаємодіють з ДНК, так що в результаті в рослинах активується специфічні біохімічні реакції: глюкоза починає активно перетворюватися в оцтову кислоту. А оцтова кислота, в свою чергу, стимулює роботу гормонів жасмонат, які відіграють велику роль в самих різних стресових ситуаціях. Тобто виходить такий ланцюжок: нестача вологи активує ферменти, що керують активністю генів, які відповідають за виробництво оцтової кислоти; в результаті оцту в рослині стає більше, і тут в справу вступають антистресові гормони, для яких саме оцтова кислота служить хорошим стимулятором.
У статті в Nature Plants йдеться, що чим вище був в рослині рівень оцтової кислоти, тим краще рослина справлялося з посухою. Мутантні рослини з зіпсованими генами, що відповідають за виробництво оцту, досить швидко гинули, тоді як мутанти, у яких оцту з'являлося навіть більше, ніж зазвичай, посуху витримували спокійно. Більш того, виявилося, що навіть якщо просто «підгодовувати» рослина оцтом, воно з більшою ймовірністю переживе брак води.
Інші органічні кислоти, і навіть просто вода від засихання не рятували (на всякий випадок уточнимо, що воду в даному випадку давали не в тих кількостях, в яких зазвичай дають воду під час поливу, а в тих кількостях, в яких рослинам давали оцет, молочну кислоту, цитрусових та ін.)
Також варто відзначити, що оцтовий спосіб боротьби з посухою не їсти особливість одного лише арабидопсиса - схожі результати вийшли і з рисом, пшеницею і кукурудзою. Тут можна подумати про те, щоб отримати трансгенні сорти культурних рослин, в яких у відповідь на посуху буде з'являтися багато оцту, однак ті країни, яким трансгенні сорти не по кишені, можуть рятувати свої поля від посухи звичайної оцтовою кислотою - правда, тут все одно ще потрібно зрозуміти, як найкраще робити таку оцтову підгодівлю в польових умовах і з різними рослинами.
Джерело: Наука и жизнь (nkj.ru)
Читайте також:
