Ученые применили синхротронную рентгеновскую микроскопию, чтобы доказать пользу двух элементов в неблагоприятных условиях для растений
«Мы знаем, что в канадских прериях была сильная засуха, и средства к существованию фермеров находятся под угрозой, - говорит Ариана Форанд, студентка магистратуры Колледжа сельского хозяйства и биоресурсов Университета Саскачевана (USask). - Было бы полезно найти модификации, которые позволили бы сельскохозяйственным растениям противостоять множественным стрессам».
Форанд возглавила проект, где изучалось роль кальция и бора в укреплении клеточных стенок растений, помогая уменьшить обезвоживание, возникающее при замерзании и засухе, и повышая устойчивость к патогенам.
Как оказалось, идеальным растением для проверки теории стал лук.
Команда проанализировала образцы лука и собрала данные в «Усовершенствованном источнике фотонов» (APS) в Иллинойсе, благодаря партнерству объекта с Канадским источником света (CLS) в Университете Саскачевана.
«Этот проект действительно основан на работе предыдущего студента магистратуры USask, Цзюня Лю, который занимался стрессом растений от замораживания, - рассказывает Форанд, - и мы знаем, что как в засуху, так и в холод растения теряют воду одинаковым образом. Лук - хорошее растение для тестов, потому что вы можете легко отделить один слой клеток и увидеть изменения в клеточной стенке - ключевом элементе структуры растения для защиты от различных видов стресса».
Особенностью этого исследования, результаты которого были опубликованы в журнале «Plants», было то, что в нем рассматривалось сразу несколько стрессов - обезвоживание у растений валлийского и кулинарного лука, а также устойчивость к патогенам резуховидки Таля, небольшого цветущего сорняка, произрастающего в Африке и часто используемого в научных работах в качестве модельного объекта.
После добавления кальция, смешанного с водой, к луку, выращенному в теплице, Форанд применила синхротронную рентгеновскую микроскопию, чтобы подтвердить не только то, что растения поглотили кальций, но и то, что он локализован в клеточной стенке.
Дальнейшие испытания в условиях засухи показали снижение потери воды в обработанных растениях. Точно так же доказано, что бор связывается с пектином в клеточных стенках резуховидки, усиливая ее устойчивость к занесенным болезням.
«Мы искали способы структурного укрепления клеточных стенок, - прокомментировала Форанд. - Подтверждение того, что кальций и бор уменьшают влияние потери влаги и улучшают устойчивость к болезням, открывает двери для поиска аналогичного эффекта у других растений».
Доктор Карен Танино, профессор наук о растениях в США и научный руководитель Форанд, сказала, что в любой конкретный год «один стресс может быть более распространенным, чем другой - вы просто не можете точно предсказать, каким он будет. Это исследование дает шанс защитить растения от различных стрессов из года в год».
Ученые полагают считают, что расширение их исследований дает возможность усилить устойчивость к потере влаги и болезням как у полевых культур, так и в садоводстве.
Карен Танино первой в США применила синхротронные методы в проекте, изучавшем - по счастливому совпадению - морозостойкость лука. Она отмечает, что укрепление клеточных стенок растений от различных стрессов - первая линия обороны.
(Источник: www.lightsource.ca. Автор: Коллин Макферсон. Фото: pixabay.com). 

---