Пятница 14 февраля 2025 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
Ученые выяснили, как кремний обеспечивает устойчивость растений Фото из открытых источников

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
Главное за сутки
МО: за ночь над девятью регионами России сбили 83 украинских БПЛА МО: за ночь над девятью регионами России сбили 83 украинских БПЛА Средства противовоздушной обороны (ПВО) за ночь перехватили и уничтожили 83 украинских БПЛА над девятью российскими регионами, сообщили в Минобороны. В Липецке при падении обломков дрона получила ранения сотрудница станции аэрации.…
Гладков: в Белгородской области за сутки зафиксировали более 50 атак БПЛА ВСУ Гладков: в Белгородской области за сутки зафиксировали более 50 атак БПЛА ВСУ Вооруженные силы Украины (ВСУ) атаковали Белгородскую область с помощью более 50 беспилотников за прошедшие сутки. Один человек погиб, пятеро пострадали, сообщил в Telegram-канале губернатор региона Вячеслав Гладков. "Тяжелый вчера выдался…
МО: ВСУ 12 раз атаковали колонну сопровождения экспертов МАГАТЭ МО: ВСУ 12 раз атаковали колонну сопровождения экспертов МАГАТЭ Минобороны РФ заявило, что Вооруженные силы Украины нанесли 12 ударов по колонне машин рабочей группы ведомства, которая обеспечивала встречу и безопасность экспертов МАГАТЭ на пути к Запорожской АЭС. Ведомство распространило…
Интернет и СМИ
Читайте также
Человек из Усикавы оказался медведем: ученые пересмотрели данные Человек из Усикавы оказался медведем: ученые пересмотрели данные На протяжении десятилетий считалось, что найденные в середине XX века в японском городе Тоёхаси останки принадлежат древнему человеку. Однако новые исследования показали, что их происхождение связано вовсе не с Homo…
Ученые выяснили, что самый плохой период на Земле начался в 536 году Ученые выяснили, что самый плохой период на Земле начался в 536 году Археолог и медиевист Гарвардского университета Майкл МакКормик утверждает, что худшим годом для жизни был 536 год нашей эры. В этот период не было глобальных войн или пандемий (пока что), но…
В Республике Беларусь рак начали лечить «естественными киллерами» В Республике Беларусь рак начали лечить «естественными киллерами» Белорусские ученые и медики сделали прорыв в лечении рака, разработав первый в стране противоопухолевый клеточный продукт. В его основе — естественные клетки-киллеры, способные уничтожать злокачественные образования без агрессивного воздействия на…
Тема дня
Западные СМИ: Разговор Владимира Путина и Дональда Трампа потряс Европу Западные СМИ: Разговор Владимира Путина и Дональда Трампа потряс Европу

«Это был момент, которого европейцы и украинцы ждали месяцами, если не годами. Но когда он наконец н...

Фото
Загадка жизни: на астероиде Бенну обнаружены ключевые компоненты ДНК Загадка жизни: на астероиде Бенну обнаружены ключевые компоненты ДНК

Учёные впервые обнаружили химические строительные блоки жизни в пыли астероида Бенну. Анализ образцо...

Опрос

Каким вы видите 2025 год по сравнению с предыдущим?

 

Анекдот дня

Счастье любит тишину, прерываемую тихими уведомлениями о зачислении денег.

Еще »
Комментарии для сайта Cackle
Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. 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)".