Растения усиливают иммунную систему после засухи
Когда долгожданный дождь проливается на выжженную засухой землю, кажется, что природа вздыхает с облегчением. Логично предположить, что измученные жаждой растения, едва получив живительную влагу, тут же устремят все свои силы на то, чтобы наверстать упущенное и пуститься в бурный рост. Однако природа, как выяснилось, куда мудрее и дальновиднее. Исследователи из Института Солка совершили удивительное открытие: для растений восстановление после засухи — это не возобновление роста, а молниеносная мобилизация всей оборонной системы. Их приоритетом становится не рост, а иммунитет.
Ученые под руководством профессора Джозефа Экера решили детально изучить, что происходит с растениями в критический период после окончания засухи. Для этого они использовали модельльное растение Arabidopsis thaliana и передовые методы исследования: одноклеточную и пространственную транскриптомику. Эти технологии позволили им с беспрецедентной точностью наблюдать за изменениями в активности генов в отдельных клетках листа в реальном времени, начиная с первых 15 минут после повторного полива.
Результаты оказались поразительными. Вместо активации генов роста растение запускало масштабную и скоординированную генетическую программу, направленную на резкое усиление иммунного ответа. Это явление было названо «иммунитет, вызванный восстановлением после засухи» (DRII).
Исследователи объясняют эту стратегию тем, что, открывая устьица для поглощения воды, растение одновременно открывает ворота для потенциальных патогенов. Таким образом, DRII служит упреждающей защитой в этот период уязвимости.
Важность этого открытия была подтверждена тем, что тот же самый механизм был обнаружен у диких и культурных томатов. Это свидетельствует о том, что данная стратегия является эволюционно сохраненной и, вероятно, распространена среди многих сельскохозяйственных культур.
Открытие ставит перед наукой новые интригующие вопросы. Как именно сигнал о регидратации так быстро (буквально за минуты) передается от корней к листьям? Что является этим сигналом? Кроме того, это меняет взгляд на стресс у растений, предполагая, что их стратегия включает не только выживание в тяжелых условиях, но и активную подготовку к рискам, связанным с последующим восстановлением.
В перспективе это знание открывает путь к созданию более устойчивых к засухе культур. Понимая молекулярные механизмы, лежащие в основе DRII, генетики смогут усилить эту естественную защиту, что является жизненно важным шагом для обеспечения глобальной продовольственной безопасности в условиях меняющегося климата.