Исследователи управляют растениями при помощи световых импульсов
Свет активирует канал GtACR1 в замыкающих клетках, окружающих открытое устьице (слева). Белок заставляет ионы хлора покидать клетки, а также обеспечивает выделение калия и воды (в центре). Давление в клетках падает, они расслабляются и закрывают устьице. (справа).Биологи разработали инструмент для управления растениями с помощью световых импульсов. Технология позволит защитить растения от засухи.
У растений есть устьица — микроскопические поры на поверхности листьев. Они помогают регулировать приток углекислого газа для фотосинтеза и испарение влаги. Поры устьиц окружены двумя замыкающими клетками. Если внутреннее давление этих клеток падает, они расслабляются и закрывают устьица. Если давление повышается, клетки раздвигаются, и устьица расширяются.
Как объясняют ученые из Вюрцбургского Университета имени Юлиуса и Максимилиана в Германии, сигнальные пути в этих клетках настолько сложны, что напрямую вмешиваться в них — сложная задача. Исследователям удалось сделать это удаленно при помощи световых импульсов.
Команда внедрила в замыкающие клетки табака светочувствительный переключатель — анионный канал GtACR1 из группы канальных родопсинов водоросли Guillardia theta. Получая световые сигналы, белок заставляет ионы хлора покидать клетки, а также обеспечивает выделение калия и воды. Защитные клетки теряют внутреннее давление, расслабляются, и поры закрываются в течение 15 минут.
«Световой импульс действует как пульт дистанционного управления движением устьиц», — отмечают ученые.
Воздействие света почти полностью предотвратило испарение влаги. Ученые надеются, что новая технология позволит выращивать растения с увеличенным количеством анионных каналов в замыкающих клетках. Измененные таким образом растения будут быстрее закрывать устьица в ответ на раздражитель и лучше переносить периоды засухи.
