Российские ученые из Томского государственного университета показали, что обработка корней картофеля салициловой кислотой повышает его устойчивость к холоду. Этот фитогормон снижает стресс, активируя различные антиоксиданты, содержащиеся в растении. Исследование опубликовано в журнале Russian Journal of Plant Physiology.
«Изучена роль предстрессовой обработки корней салициловой кислотой (SA) в регуляции морфофизиологических параметров, характеризующих холодоустойчивость растений-регенерантов картофеля. Это имеет особое значение при действии возвратного понижения температуры. Полученные данные показывают роль салициловой кислоты в формировании защитных механизмов растений картофеля к действию низких положительных температур, расширяя ее функции в стресс-устойчивости как к биотическим, так и абиотическим стресс-факторам. Результаты могут быть использованы в агропрактике. Например, полив растений под корень может защитить важную продовольственную культуру от резкого снижения температур и обеспечить успешную реабилитацию впоследствии», — говорит автор статьи, Ирина Головацкая, доктор биологических наук, профессор кафедры физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики Томского государственного университета.
Фитогормоны регулируют многие жизненные функции растений: рост, цветение, созревание плодов и так далее. Одним из важнейших фитогормонов считается салициловая кислота. Она способна играть роль сигнальной молекулы, которая активирует гены, необходимые для реакции растения на стресс. Этот процесс — часть иммунитета растений, однако салициловая кислота участвует и в других физиологических процессах. Например, она регулирует фотосинтез, созревание зерен, цветение, а также устойчивость растений к физическим стрессам, связанным с засухой и изменением температуры.
Биологи Томского государственного университета исследовали влияние салициловой кислоты на холодостойкость картофеля. Для этого они вырастили две линии микроклонов, которые были получены из верхней и средней частей побегов картофеля. Эта технология называется клональным микроразмножением и позволяет получать растения, являющиеся генетическими копиями друг друга. Ученые подвергли микроклоны стрессу, на трое суток поместив их в условия температуры 4 °С, а после этого наблюдали за их восстановлением, продолжая выращивать при оптимальной температуре — 22 °С. При этом некоторые микроклоны вошли в контрольную группу, в то время как у других ученые заранее обрабатывали корни салициловой кислотой. В ходе эксперимента биологи оценивали изменения как в показателях роста, так и в биохимической активности растительных клеток.
В результате ученые выяснили, что кратковременная предварительная обработка корней картофеля снижает негативные эффекты, связанные с холодом. Из-за очень низких положительных температур рост растений замедлился и наблюдалось обезвоживание, а параметры роста плохо восстанавливались при переносе микроклонов, не обработанных фитогормоном, в оптимальных условиях. У тех же растений, которые обрабатывались салициловой кислотой, нормализовался рост, а также активизировались антиоксиданты: как ферменты, так и небелковые вещества (аскорбиновая кислота, антоцианины, флавоноиды и другие). Это указывает на то, что салициловая кислота играет важную роль в защите растений от стресса и может использоваться в сельском хозяйстве для получения холодостойкого картофеля.
При этом авторы отметили, что две линии микроклонов, полученные из разных частей побега картофеля, отличались в своей реакции на холод и на обработку салициловой кислотой. Фитогормон эффективнее подавлял окислительный стресс в микроклонах из средней части побега картофеля, но рост и развитие лучше активировались в растениях, полученных из верхней части побега. Эти различия ученые связали с разным гормональным статусом и особенностями процессов роста в верхней и средней частях побега исходного растения.
Работа выполнена при поддержке Программы развития Томского государственного университета (Приоритет 2030).
Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
