У растений, как и у людей есть циркадные часы, которые позволяют им определять время. На человека этот клеточный часовой механизм влияет когда мы просыпаемся и спим.
[penci_related_posts title=»Вам также может быть интересно» number=»4″ style=»list» align=»none» displayby=»cat» orderby=»random»]
Растения настолько зависят от дневного света, что циркадные часы оказываются еще более влиятельными, регулируя скорость фотосинтеза, газообмена и транспирации, то есть поток воды через стебель и испарение с листьев.
Теперь исследователи обнаружили, что эти биологические часы играют решающую роль в потреблении воды, позволяя растениям использовать этот драгоценный ресурс более эффективно.
Они провели серию экспериментов с модельными лабораторными растениями, в которых были изменены гены, кодирующие циркадные ритмы.
Некоторые изменения заставили растения использовать больше воды по отношению к росту, но неожиданно эксперименты показали, что некоторые изменения циркадных ритмов позволили растениям расти сильными и здоровыми, используя меньше воды. Исследование показывает, что именно целая циркадная система влияет на эффективность использования воды, а не только на конкретную часть.
Исследование открывает возможность настройки культур более эффективно использовать воду.
На сельское хозяйство приходится около 80% пресной воды, используемой во всем мире. Таким образом, понимание процессов в растениях, которые влияют на количество воды, которую они используют, жизненно важно для развития культур, которые являются продуктивными, но используют меньше воды.
Растения переносят воду с ежедневным ритмом, потому что устьица, крошечные поры на поверхности листьев, обычно открываются только днем. Предыдущие исследования показали, что ежедневное открытие регулируется циркадными ритмами.
«Мы пришли к выводу, что циркадные ритмы могут оказать большое влияние на количество воды, которое используют растения. И наши эксперименты показывают, что это так», — объясняет доктор Энтони Додд из Центра Джона Иннеса, который является старшим автором исследования.
«Главная цель этой работы заключается в сокращении количества воды, используемой для орошения сельскохозяйственных культур, для повышения устойчивости производства сельскохозяйственных продуктов питания».
Исследование показывает, что измененные гены циркадных часов влияют на эффективность использования воды различными способами. Наряду с регулировкой процесса транспирации измененные часы влияют на то, как растут большие листья, что влияет на то, сколько воды использует растение. Эти изменения вместе с другими объясняют улучшение эффективности водопользования, которое наблюдали исследователи.
Следующими этапами исследования будет выявление клеточных механизмов, которые объясняют, как циркадные ритмы регулируют потерю влаги растениями, и устанавливают важность результатов в ключевых культурах, используя знания модельных растений, использованных в этом исследовании. Дальнейшая работа может включать изучение роли температуры в том, как часы влияют на эффективность использования воды.
Исследование финансировалось BBSRC (GEN ISP в JIC и программой SWBio PhD в Бристоле) и в сотрудничестве с профессором Alistair Hetherington (Университет Бристоля).
Циркадные часы способствуют долгосрочному повышению эффективности использования воды арабидопсиса в журнале « Физиология растений» .
Источник:
Центр Джона Иннеса
Фото: Shutterstock
