Среда 22 апреля 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
«Супер-Эль-Ниньо» приближается, но это не самая большая климатическая угроза «Супер-Эль-Ниньо» приближается, но это не самая большая климатическая угроза Исследователи сообщают, что большой резервуар тепла, перемещающийся под тропической частью Тихого океана, начал перестраивать поверхностные условия в направлении развития явления Эль-Ниньо. Результаты исследования опубликованы в журнале Geoscientific Model Development. Эта…
Ученые обнаружили странное паукообразное, застрявшее в янтаре 35 млн лет назад Ученые обнаружили странное паукообразное, застрявшее в янтаре 35 млн лет назад Сенокосцы — одни из самых причудливых паукообразных, когда-либо населявших Землю, и они живут здесь уже миллионы лет. В двух отдельных образцах янтаря возрастом 35 миллионов лет, найденных в Прибалтике и…
400-летняя загадка разгадана: найден «пропавший» дом Шекспира в Лондоне 400-летняя загадка разгадана: найден «пропавший» дом Шекспира в Лондоне На протяжении веков точное местонахождение единственного известного лондонского дома Уильяма Шекспира оставалось одной из самых заманчивых неразгаданных загадок в истории литературы. Теперь же открытие, сделанное ученым из Королевского колледжа Лондона,…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 155 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 155 украинских БПЛА Силы ПВО за ночь сбили 155 украинских БПЛА над регионами России. Об этом сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи дежурными средствами ПВО перехвачены и уничтожены 155 украинских беспилотных…
В Сызрани при обрушении части жилого дома из-за атаки БПЛА пострадали 11 человек В Сызрани при обрушении части жилого дома из-за атаки БПЛА пострадали 11 человек Два этажа обрушились в подъезде четырехэтажного дома в Сызрани Самарской области, под завалами могут находиться два человека, в том числе ребенок, сообщили ТАСС в МЧС. ТАСС собрал основное о происшествии.…
ФСБ: в Крыму пресекли деятельность агента ГУР Украины ФСБ: в Крыму пресекли деятельность агента ГУР Украины Деятельность агента Главного управления разведки МО Украины, который собирал данные о подразделениях Минобороны РФ, пресечена в Крыму. Об этом журналистам сообщили в пресс-службе управления ФСБ России по Республике Крым и…
Тема дня
Ядерный клуб может начать расширяться с Ирана Ядерный клуб может начать расширяться с Ирана

Одна из предполагаемых целей агрессии США против Ирана – предотвращение получения Тегераном ядерного...

Фото
Медицинские снимки раскрывают скрытые тайны древнеегипетских мумий Медицинские снимки раскрывают скрытые тайны древнеегипетских мумий

Используя медицинские технологии, разработанные для живых людей, ученые раскрывают тайны мертвых. Из...

Опрос

Через месяц после начала войны в Иране на чьей стороне преимущество?

 

Анекдот дня

Кто виноват?

Что делать?

А зачем?

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.

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)".