Пятница 05 июня 2026 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Ученые выяснили, как кремний обеспечивает устойчивость растений


Ученые выяснили, как кремний обеспечивает устойчивость растений

Пятница, 24 Января 2025 00:44

Кремний (Si) является одним из самых распространенных элементов на Земле, в больших количествах содержится в почве. Хотя Si не является необходимым для наземных растений, многие растения, такие как рис и злаки, используют Si для разработки мощных защитных механизмов от различных экологических стрессов.

 

Si накапливается в листьях и надземных органах растений в виде аморфного кремнезема (SiO 2), который обеспечивает защиту от патогенов, травоядных и экологических проблем, таких как засуха. Понимание процессов, посредством которых растения управляют этим полезным элементом, может повысить устойчивость и производительность сельскохозяйственных культур, особенно в условиях изменения климата.

 

В недавнем исследовании группа исследователей под руководством Наоки Ямаджи из Института растениеводства и ресурсов Университета Окаямы, Япония, обнаружила ключевой сигнальный белок Shoot-Silicon-Signal (SSS), который регулирует поглощение, распределение и накопление Si в рисе и других злаках. Их исследование было сосредоточено на Oryza sativa, сорте риса, известном своим высоким накоплением Si, и в значительной степени зависящем от Si для здорового роста и производительности.

 

Команда состояла из Намики Митани-Уэно и Цзянь Фэн Ма из Института растениеводства и ресурсов Университета Окаямы, Япония. Это исследование, опубликованное в Nature Communications, проливает свет на эволюцию SSS в рисовых культурах как защитного механизма.

 

«Мы изучали питание растений Si и выявили несколько переносчиков Si для поглощения, распределения и накопления Si. Теперь мы исследовали сигнальный белок», - говорит Ямаджи.

 

SSS — необычайно исключительный гомолог флоригена, гормона, регулирующего цветение растений. В то время как флориген играет роль в развитии растений, SSS играет решающую роль в регуляции Si. Исследователи обнаружили, что при наличии Si уровень белка SSS в растении падает, сигнализируя растению о необходимости соответствующим образом скорректировать потребление Si. Они использовали сорт риса дикого типа (встречающийся в природе), модифицированные (мутировавшие) клеточные линии гена SSS и трансгенную клеточную линию риса, содержащую гены белка SSS и зеленого флуоресцентного белка.

 

Команда использовала многочисленные биотехнологические достижения для создания мутированных и трансгенных клеточных линий. Затем они провели различные анализы экспрессии гена SSS и присутствия белка SSS в различных частях растения.

 

У растений риса с мутировавшим геном SSS поглощение Si корнями было значительно снижено, что привело к снижению урожайности зерна. Это подчеркивает важную роль SSS в регуляции поглощения и накопления Si. Кроме того, ученые обнаружили, что в листьях ген SSS экспрессируется во флоэме — ткани, которая помогает транспортировать пищу в растениях.

 

Результаты имеют захватывающие последствия для сельского хозяйства. Используя белок SSS в качестве маркера, ученые могут лучше оценить потребности растения в Si и, следовательно, оптимизировать удобрение Si. Это может привести к получению более устойчивых культур, которые лучше подготовлены к преодолению экологических стрессов, в конечном итоге повышая производительность и устойчивость сельского хозяйства.

 

«Накопление Si в растениях смягчает различные биотические и абиотические стрессы. Поэтому оптимизация Si делает культуры более стрессоустойчивыми. Это способствует производительности и устойчивости сельского хозяйства», - подчеркивает Ямаджи.

 

Накопление и регулирование Si также помогают растению адаптироваться к условиям окружающей среды. Хотя Si не считается необходимым элементом для роста растений, исследование доказывает его незаменимую роль как адаптивного элемента.

 

«Это открытие открывает новые возможности для улучшения управления Si в сельскохозяйственных культурах, особенно в регионах, где доступность Si в почве снижена из-за возделывания. Лучше понимая, как растения регулируют Si, мы можем разрабатывать более эффективные стратегии удобрения и повышать устойчивость сельскохозяйственных культур во всем мире», - говорит Ямаджи.

 

Поскольку изменение климата продолжает угрожать стабильности сельского хозяйства, улучшение управления Si может стать ключевой стратегией для обеспечения более устойчивого снабжения продовольствием.

 

«Si — это не просто элемент, который накапливают растения, это адаптивный инструмент, который помогает им процветать и выживать. Используя силу Si, мы можем помочь обеспечить более устойчивое и продуктивное сельскохозяйственное будущее», - заключает Ямаджи.

 
 

 

 
Николаева Мария Опубликовано в Наука   Теги Новости
Читайте также
Вымирание динозавров началось еще до падения астероида Вымирание динозавров началось еще до падения астероида Общепризнанной считается теория о вымирании динозавров после катастрофичного падения астероида на Землю. Но ряд ученых высказывает версию, что этот процесс начался раньше. Группа ученых из Университета Джонса Хопкинса обратила внимание…
Nature: Влияние гормона стресса на мозг оказалось неожиданно сильным Nature: Влияние гормона стресса на мозг оказалось неожиданно сильным Исследователями из Гарвардской медицинской школы обнаружен механизм, помогающий объяснить, отчего с возрастом мозг теряет высокую пластичность, что характерна для раннего детства. Выяснилось, что важное влияние оказывает гормон стресса кортизол. Результатами…
Детский череп со следами 4000-летней хирургической операции найден в Узбекистане Детский череп со следами 4000-летней хирургической операции найден в Узбекистане Небольшая могила на юге Узбекистана неожиданно приоткрыла завесу тайны над одной из самых деликатных и опасных медицинских практик бронзового века. Археологи, работающие в Джаркутане, крупном поселении древней Оксусской цивилизации, обнаружили…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над Россией сбили 123 украинских БПЛА МО: за ночь над Россией сбили 123 украинских БПЛА Средства противовоздушной обороны сбили над российскими регионами, Азовским и Черным морями 123 украинских беспилотника в течение минувшей ночи. Об этом сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи в период…
Шуваев: в Белгородской области при атаках ВСУ пострадали три человека Шуваев: в Белгородской области при атаках ВСУ пострадали три человека Вооруженные силы Украины атаковали территорию Белгородской области более 50 раз за прошедшие сутки. В результате атак пострадали три мирных жителя, сообщил врио губернатора региона Александр Шуваев в "Максе". "За минувшие…
Хинштейн: ВСУ обстреляли Курскую область из артиллерии 165 раз за сутки Хинштейн: ВСУ обстреляли Курскую область из артиллерии 165 раз за сутки За прошедшие сутки в Курской области сбили 106 беспилотников Вооруженных сил Украины (ВСУ), ВСУ обстреляли ее приграничные районы 165 раз. Раненых нет, сообщил губернатор региона Александр Хинштейн. "Всего в период…
Тема дня
Госсекретарь США Марко Рубио перевел Украину в режим ожидания Госсекретарь США Марко Рубио перевел Украину в режим ожидания

Выступление госсекретаря США Марко Рубио перед сенаторами было сдержанным, но быстро разлетелось на ...

Фото
Nature: новые биологические часы могут предсказать срок жизни человека Nature: новые биологические часы могут предсказать срок жизни человека

Ученые разработали множество инструментов в своих попытках оценить биологическое старение — не тольк...

Опрос

Что будет с дальнейшими поставками российского газа в Армению?

 

Анекдот дня

Не так страшно, что искусственный интеллект умнеет, как то, что естественный интеллект глупеет.

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

Популярные новости
Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном

цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с

точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии

предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей

сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".