Вторник 11 августа 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
55000-летние кости неандертальцев указывают на регулярные эпизоды каннибализма 55000-летние кости неандертальцев указывают на регулярные эпизоды каннибализма Неандертальцы во Франции питались олениной, хотя и не прочь полакомиться мясом своих сородичей. Среди тысяч костей животных, обнаруженных в пещере Ле-Прадель, исследователи нашли разрозненные туши по меньшей мере восьми неандертальцев,…
Нынешнее супер-Эль-Ниньо намного превосходит всё, что учёные видели раньше Нынешнее супер-Эль-Ниньо намного превосходит всё, что учёные видели раньше В Тихом океане назревает беспрецедентное явление Эль-Ниньо. Его нарастающая сила настолько беспрецедентна, что климатологи даже не уверены, какое влияние оно окажет, когда достигнет своего пика, но они говорят, что эта…
Извергнувшийся в 2018 году вулкан поднял материал со времен зарождения Земли Извергнувшийся в 2018 году вулкан поднял материал со времен зарождения Земли Молодой подводный вулкан недалеко от Майотты сохранил химическую память о рождении Земли вплоть до морского дна. И эта память очень древняя. Лава из Фани-Маоре содержит следы мантийного материала, образовавшегося в…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
Погибший, пожары на складах в Воронежской области и 396 БПЛА. Последствия атак ВСУ на российские регионы Погибший, пожары на складах в Воронежской области и 396 БПЛА. Последствия атак ВСУ на российские регионы Средства ПВО в течение ночи перехватили и уничтожили 396 украинских беспилотников над российскими регионами, сообщили в Минобороны РФ. В результате атаки БПЛА на Воронежскую область погиб мужчина, еще двое пострадали.…
Поражены предприятия ВПК и логистические центры. Новый удар ВС РФ по объектам на Украине Поражены предприятия ВПК и логистические центры. Новый удар ВС РФ по объектам на Украине Российские военные ночью нанесли групповой удар, поражены предприятия военной промышленности и транспортно-логистические центры в Киеве и Запорожье. Об этом сообщили в Минобороны РФ. ТАСС собрал основное о результатах. Заявление Минобороны…
Мирошник: за неделю от ударов ВСУ погибли 43 мирных жителя России, 376 были ранены Мирошник: за неделю от ударов ВСУ погибли 43 мирных жителя России, 376 были ранены Почти 380 мирных жителей, в их числе 24 ребенка, получили ранения на минувшей неделе от ударов со стороны Вооруженных сил Украины, 43 человека, в том числе четверо детей, погибли. Об…
Тема дня
Швеция тоже решила подчиниться украинскому морскому пиратству Швеция тоже решила подчиниться украинскому морскому пиратству

Прецедентный вердикт принял на уходящей неделе Верховный суд Швеции: он утвердил решение конфисковат...

Фото
Основания утраченных домов католических монархов найдены в Гваделупе Основания утраченных домов католических монархов найдены в Гваделупе

Обследование западного двора монастыря в Эстремадуре выявило основание аркады и часть первоначальног...

Опрос

Кто первый посягнет на западные регионы Украины?

 

Анекдот дня

Ощущение, что кто-то просыпается и говорит: "Алиса, сделай ещё хуже."

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)".