Ученые выяснили, как растения реагируют на затемнение

Растения, проигрывающие конкурентную борьбу за свет и находящиеся в тени своих более крупных соседей, отнюдь не смиряются с поражением. Они отвечают на такие условия существования быстрым ростом стебля и выносят свои листья поближе к солнцу.

Новое исследование голландских и немецких учёных открывает молекулярные механизмы регуляции этого процесса.

В работе, опубликованной в последнем номере журнала PNAS, учёные Утрехтского университета в Нидерландах и Рурского университета в Бохуме описали, что происходит в тканях растения при затемнении. Выяснилось, что в ответ на недостаток света активируется белок PIN3. Это транспортный белок, который связывается с растительным гормоном роста, ауксином, и доставляет его в верхнюю часть растения. Накопление гормона вызывает бурное усиление роста.

Вполне естественно, что многие растения сталкиваются со сложными условиями существования - на определенных этапах они вынуждены расти в тени своих старших соседей и конкурировать с более крупными ровесниками. Растения обладают рядом механизмов, позволяющих им регистрировать присутствие соседей-противников и активизировать свои адаптивные ответы. Это обеспечивает гибкость реакций. Необходимым условием для этого является постоянное восприятие интенсивности и качества падающего на растение света. Один из авторов исследования, профессор Рурского университета Штефан Польманн поясняет, что хлорофилл, фотосинтетический пигмент растений, поглощает почти все оттенки синего и инфракрасного света, позволяя лишь темно-красному свету проникать сквозь листья. Когда листья попадают в тень, происходит резкое изменение соотношения красного и инфракрасного света. Если рецепторы растения регистрируют такое изменение, они запускают программу роста. В совокупности, эти реакции называются синдромом избегания тени. Он обусловливает рост побегов и вознесение листьев к свету.

Высшие растения производят целый ряд особых сигнальных молекул, которые по аналогии с животными называют растительными гормонами. Среди них особую роль играет ауксин. Он инициирует практически все процессы роста растения, включая реакцию избегания тени. Первая группа авторов, учёные из Голландии под руководством Рональда Пирика, выяснили механизм этой реакции. Они заметили, что в условиях увеличения доли красного света, поступающего на листья, в растущих побегах происходит накопление ауксина, и выяснили, что основную ответственность за это несёт белок-транспортер ауксина PIN3. Их коллеги из Германии показали, что генетически модифицированные растения без PIN3 не способны к накоплению ауксина и реакции избегания тени. Об этом сообщает Информнаука со ссылкой на ScienceDaily.