Уплотнение почвы стало серьёзной проблемой для сельского хозяйства: тяжёлая техника сжимает землю, а засуха, связанная с изменением климата, ещё больше ухудшает условия для растений. Группа исследователей объяснила, как корни меняют структуру, чтобы протискиваться через плотную почву; результаты опубликованы в журнале Nature.
Учёные показали, что корень использует простое инженерное правило, позволяющее не изгибаться при продвижении в плотный материал. Лабораторные эксперименты продемонстрировали, что корни набухают и укрепляют наружную оболочку. Такое сочетание делает корень более жёстким и позволяет ему работать как биологическая клинья. Bipin Pandey сравнил это с трубой: больший диаметр и прочная наружная стенка лучше противостоят изгибу при вдавливании в плотный материал.
Исследователи определили клеточные и молекулярные этапы, лежащие в основе этих изменений и обнаружили, что повышение уровня определённого белка — транскрипционного фактора — улучшает способность корней проникать в уплотнённую почву. Основные доказательства были получены на опытах с рисом, однако части механизма найдены и у Arabidopsis, далёкого от риса эволюционно, что указывает на возможную универсальность принципа.
Команда также выявила множество дополнительных транскрипционных факторов, которые, по‑видимому, регулируют синтез целлюлозы и могут влиять на форму и структуру растений. Исследователи считают, что эти открытия откроют новые пути в селекции культур и помогут создавать растения, лучше приспособленные к почвам, уплотнённым техникой или засухой, что поддержит устойчивое сельское хозяйство.
- Shanghai Jiao Tong University
- The University of Nottingham
- Universidad Argentina de la Empresa
- The National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
- Zhejiang University
Сложные слова
- уплотнение — процесс уменьшения пор в земле
- набухать — увеличиваться в размере из-за водынабухают
- оболочка — внешний слой клетки или телаоболочку
- транскрипционный фактор — белок, который регулирует работу геновтранскрипционного фактора
- целлюлоза — органический полимер в клеточных стенках растенийцеллюлозы
- селекция — выбор и разведение полезных сортов растенийселекции
- клин — предмет или форма, разделяющая или раздвигающая материалклинья
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Какие преимущества могут получить фермеры и сельское хозяйство от растений, лучше проникающих в уплотнённую почву? Приведите конкретные примеры.
- Какие возможные риски или ограничения вы видите при использовании знаний о транскрипционных факторах в селекции культур?
- Как, по‑вашему, изменение климата и использование тяжёлой техники могут вместе влиять на будущее плодородия почв в вашем регионе?
Похожие статьи
Кони Ншемерейрве о науке и образовании в Африке
Кони Ншемерейрве — специалист по оценке образования и бывшая инженер. Она говорит, что исследования в Африке должны формироваться местными сообществами и отмечает последствия длительного закрытия школ в Уганде для детей и подростков.
Новые модели меняют представление об Уране и Нептуне
Учёные из Цюрихского университета предложили численные модели внутреннего строения Урана и Нептуна. Результаты показывают, что планеты могут быть как богатыми водой, так и богатыми скалой, а это объясняет их необычные магнитные поля.
Климат и болезни в Африке: падает урожай и растут риски
Климатические шоки меняют экосистемы в Африке и облегчают распространение болезней. В Гане фермер Мартин Арику рассказал о провальном сезоне: урожайность упала, появились вредители, а ухудшение питания и наводнения создают риски для здоровья.
