Среда 10 декабря 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

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
Неожиданно: частое употребление кофе ведет к восстановлению во время сна Неожиданно: частое употребление кофе ведет к восстановлению во время сна В авторитетном издании Journal of Psychopharmacology опубликованы результаты недавнего исследования, авторами которого стала группа учёных из Университета Цюриха. Оно показало сложные взаимосвязи между употреблением кофе и качеством сна. Выяснилось, что…
В споре между Эйнштейном и Бором появились новые аргументы В споре между Эйнштейном и Бором появились новые аргументы Около столетия прошло с момента острых дискуссий между Альбертом Эйнштейном и Нильсом Бором, в которых автор теории относительности пытался поставить под сомнение основы квантовой теории. Но сегодня становится ясно: сама…
Странные камни на Марсе показывают, что он когда-то был тропическим оазисом Странные камни на Марсе показывают, что он когда-то был тропическим оазисом Новые наблюдения Perseverance указывают на то, что отбеленные глинистые породы, обнаруженные на поверхности Марса, свидетельствуют о том, что на Красной планете когда-то были обильные дожди и тропические условия. Исследование необычно…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над Россией сбили 20 украинских БПЛА МО: за ночь над Россией сбили 20 украинских БПЛА Силы противовоздушной обороны уничтожили за ночь над российскими регионами 20 украинских беспилотников, из них один - над Московским регионом. Об этом сообщили в Минобороны РФ. Как уточнили в ведомстве, в…
Попытки ограбить Россию и «науськивание» Украины Западом. Заявления Сергея Лаврова Попытки ограбить Россию и «науськивание» Украины Западом. Заявления Сергея Лаврова Европейские страны искусственно сдерживают мирный процесс по ситуации вокруг Украины, науськивая Владимира Зеленского на продолжение боевых действий. Но Запад не един в своих подходах к урегулированию, заявил глава МИД России…
Зеленский признал, что Украина не сможет получить Крым Зеленский признал, что Украина не сможет получить Крым Владимир Зеленский сообщил, что на встрече с президентом России Владимиром Путиным в 2019 году во Франции сказал ему о желании вернуть Крым, но признал, что у Украины нет для этого…
Тема дня
Что означает заявление Зеленского о готовности провести выборы президента Украины Что означает заявление Зеленского о готовности провести выборы президента Украины

Владимир Зеленский согласен провести президентские выборы на Украине. Это решение было принято под д...

Фото
В V веке н.э. христиане и зороастрийцы мирно сосуществовали в Ираке  В V веке н.э. христиане и зороастрийцы мирно сосуществовали в Ираке 

Группа археологов из Франкфуртского университета имени Гёте вернулась из полевых исследований в Ирак...

Опрос

Что вы ждете от обсуждаемого сейчас плана Трампа по урегулированию украинского конфликта?

 

Анекдот дня

- Тебе, наверное, больше сорока?

- С чего ты взял?

- Пишешь без ошибок. Чувствуется Советская школа.

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)".