Дослідники виявили ген, що допомагає корінню проростати крізь ущільнений ґрунт

Як зазначається, рослини реагують на ущільнений ґрунт потовщенням коренів, але основний механізм залишається незрозумілим, окрім участі гормону етилену. Дослідники з'ясували, як працює цей механізм.

«Оскільки ми тепер розуміємо, як рослини «налаштовують» своє коріння, коли вони стикаються з ущільненим ґрунтом, ми можемо налаштувати їх робити це ефективніше», — каже Стаффан Перссон, професор Копенгагенського університету та старший автор дослідження.

Читати також: Здоров’я ґрунту: практичні підходи та управлінські рішення — обговорять на онлайн конференції

Дослідники виявили, що коли ґрунт ущільнюється та навколо кореня накопичується етилен, цей гормон активує ген під назвою OsARF1. Цей ген знижує вироблення целюлози в певних клітинах кореня, роблячи середній шар кореня тоншим, м’якшим та гнучкішим. В результаті клітини можуть укрупнятись, а корінь розширюватися. Водночас зовнішній шар кореня (епідерміс) стає товщим і жорсткішим.

«Іншими словами, корінь змінює свою структуру відповідно до базового інженерного принципу: чим більший діаметр труби та чим міцніша її зовнішня стінка, тим краще вона може протистояти вигину, коли її вдавлюють у щільний матеріал», — пояснює Біпін Пандей, старший автор і доцент Ноттінгемського університету.

Поєднання потовщеного кореня та посиленого зовнішнього шару дає змогу корінню діяти як своєрідний біологічний клин, полегшуючи собі шлях крізь ґрунт. 

Читати також: Зменшення використання добрив та зниження ущільнення: американські фермери розповідають про перехід на strip-till

Дослідження також показує, як цей механізм може бути посилений.

«Наші результати показують, що завдяки збільшенню рівня специфічного білка — транскрипційного фактора — корінь стає здатним краще проникати крізь ущільнений ґрунт. Завдяки цим новим знанням ми можемо почати перепроектування архітектури кореня, щоб ефективніше справлятися з ущільненими ґрунтами. Це відкриває нові шляхи в селекції сільськогосподарських культур», — каже перший автор дослідження Цзяо Чжан, постдок Шанхайського університету Цзяо Тун.

Ці висновки також створюють нові можливості для селекції рослин у ширшому сенсі. Команда визначила кілька додаткових транскрипційних факторів, які регулюють виробництво целюлози, з потенційно широким впливом на структуру рослин. Це зрештою може спонукати до розробки культур з адаптованими формами росту, що відповідають конкретним сільськогосподарським потребам.

Алла Гусарова, SuperAgronom.com