Исследователи научились управлять порами растений

Способ дистанционного управления порами на листьях растений с помощью световых импульсов нашли ученые из университета Юлия Максимилиана (JMU) Вюрцбурга, 9 июля сообщает журнал Science Advances.

Растения имеют маленькие поры на поверхности своих листьев, называемые устьицами. Они помогают растениям регулировать приток углекислого газа для фотосинтеза. Они также предотвращают потерю слишком большого количества воды и увядание во время засухи.

Устьичные поры окружены двумя защитными клетками. Если внутреннее давление этих клеток падает, они ослабевают и закрывают поры. Если давление повышается, клетки раздвигаются и поры расширяются.

Таким образом, движения устьиц регулируются защитными клетками. Сигнальные пути в этих клетках настолько сложны, что влиять на их работу напрямую сложно.

Однако исследователям удалось сделать это, введя светочувствительный переключатель в защитные клетки табачных растений. Эта технология была заимствована из оптогенетики. Она была успешно использована в клетках животных, но применение ее в клетках растений все еще не реализовано.

Ученые использовали светочувствительный белок из водоросли Guillardia theta в качестве выключателя света, а именно анионный канал ACR1 из группы канальродопсинов. В ответ на световые импульсы переключатель воздействует на защитные клетки устьиц, они теряют внутреннее давление, ослабевают, и поры закрываются в течение 15 минут.

«Световой импульс подобен дистанционному управлению движением устьиц», — говорит Райнер Хедрих.

Получив возможность управлять порами растений, можно выращивать культуры с увеличенным количеством анионных каналов в защитных клетках. Растения, оснащенные таким образом, должны быстрее закрывать свои устьица в ответ на приближающиеся периоды жаркой погоды и, таким образом, лучше справляться с периодами засухи.