• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
01.12.2025, 10:59
Максим Абдулаев
4,4 тыс

У растений обнаружили механизм бурения плотного грунта по принципу промышленных труб

Международная группа биологов изучила механизм, который позволяет корням риса расти сквозь плотный грунт. Оказалось, растение перестраивает структуру своих клеток: внутренние слои корня становятся мягче и расширяются, а внешняя оболочка остается жесткой. Такая конструкция придает корню устойчивость и силу, необходимую для роста в сложной почве.

Корни риса в нормалной (вверху) и уплотненной (внизу) почве / © Zhang, J., Liu, Z., Farrar, E.J. et al.

Тяжелая сельскохозяйственная техника уплотняет почву. В плотном грунте корням растений трудно расти вглубь, а это снижает урожайность. Ранее было известно, что в плотной земле корни перестают удлиняться и начинают утолщаться. Сигналом для этого служит газ этилен, который скапливается вокруг кончика корня из-за плохой вентиляции в плотной земле. Однако до сих пор ученые не понимали, как именно этилен меняет физические свойства корня на клеточном уровне.

Авторы исследования, опубликованного в журнале Nature, создали мутантные линии риса с измененной активностью генов, отвечающих за синтез целлюлозы и реакцию на гормоны. Рост корней в почве разной плотности наблюдали с помощью рентгеновской компьютерной томографии, а жесткость и толщину клеточных стенок измеряли методом атомно-силовой микроскопии.

Выяснилось, что ключевую роль в адаптации играет белок OsARF1. Этилен активирует этот белок, который, в свою очередь, подавляет работу генов синтеза целлюлозы (CESA).

Это подавление происходит избирательно — только во внутренних тканях корня (коре). Из-за нехватки целлюлозы стенки внутренних клеток становятся тоньше и эластичнее. Корень раздувается вширь. Причем внешний слой клеток (эпидермис) этот процесс не затрагивает: он остается толстым и жестким.

Ученые сравнили эти изменения корней с инженерными принципами проектирования труб. Сочетание жесткой внешней оболочки и расширяющейся под давлением сердцевины придает корню необходимую осевую устойчивость. «Эффект трубы» предотвращает сплющивание или изгиб корня, позволяя ему работать как клин, раздвигающий частицы земли.

Растения обладают активным механизмом модификации собственных тканей в ответ на физические препятствия. Понимание цепочки «этилен — белок OsARF1 — клеточная стенка» дает селекционерам инструмент для создания новых сортов риса и других культур. Такие растения смогут эффективнее развивать корневую систему и приносить высокий урожай даже на полях, уплотненных тяжелой техникой.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Максим Абдулаев
Автор пишет про зоологию, палеонтологию и другие науки о живом. Интересуется тем, как люди исследуют мир.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
13 июля, 14:06
Максим Абдулаев

Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.

13 июля, 20:02
Evgenia Vavilova

Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.

14 июля, 10:10
Марк Чернов

Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.

13 июля, 14:06
Максим Абдулаев

Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.

12 июля, 12:24
Марк Чернов

Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.

13 июля, 20:02
Evgenia Vavilova

Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.

25 июня, 16:20
Любовь С.

Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.

25 июня, 15:09
Марк Чернов

Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.

26 июня, 14:54
Максим Абдулаев

Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий