05.11.2016

У стеблей растений нашли сходство с оптоволокном

Оказывается, он проходит из стеблей и листьев в корни с помощью проводящих тканей, то есть стебли, фактически, выполняют роль оптоволокна. В корнях, свет стимулирует белок фитохром В, который, в свою очередь, активирует белок, помогающий росту корней. Исследование опубликовано в Science Signaling.

В ранних исследованиях ученые показали (1, 2), что свет влияет на рост подземной корневой системы растений. Так, в побегах и корнях растений содержится светочувствительный белок фитохром, существующий в двух формах, А и В, одна из которых поглощает свет в красном диапазоне, вторая - в дальнем красном диапазоне. Эксперименты показали, что фитохром, содержащийся в побегах растений, активирует транспорт сигнальных молекул из стебля в корневую систему. Эти молекулы, способствуют росту боковых ответвлений корня. В другой работе было показано, что при облучении корней красным светом, фитохром стимулирует их рост. Но как свет попадает в корни растений, исследователи не знали. Высказывались разные предположения - например, что корни напрямую получают свет через почву. По мнению авторов статьи, такая гипотеза не кажется убедительной, так как свет может проникать в почву на несколько миллиметров, к тому же проницаемость разных почв разная. Согласно другому предположению, свет попадает из стебля и листьев в корневую систему растения по проводящим тканям.

В новой работе авторы использовали в качестве модельного организма резуховидку Таля (Arabidopsis thaliana). Они изучали растения, мутантные по некоторым генам, в том числе, по гену фитохрома, и растения «дикого типа», без мутаций. Чтобы понять, как свет влияет на корни Arabidopsis и как фитохром стимулирует их рост, авторы выращивали растения на свету, помещали в темное место на определенные периоды времени, облучали светом корни резуховидок или помещали в темноту только листья. Кроме того, чтобы проверить гипотезу о светопроводящих тканях, биологи подсвечивали ткани стебля светом видимого и инфракрасного спектров. Источник света соединяли с помощью канюли (гибкой полой иглы) с волокнами растения, а детектор на концах корней регистрировал, проходит свет в корни или нет. Чтобы показать, что корни получают свет не через почву, исследователи закрывали землю вокруг растения фольгой.

Глеб Объедков

Источники:

1. agroxxi.ru