В Нижнем Новгороде жгли горох для определения его реакции на стресс / news2.ru

0 7

Поврежденные ткани растения генерируют электрический потенциал, он, в свою очередь, изменяет кислотность среды в клетках, из-за чего интенсивность фотосинтеза в них падает.

Сотрудники кафедры биофизики Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского определили, как электрические сигналы растений, вызванные их повреждениями, влияют на световую фазу фотосинтеза. Оказалось, что они снижают активность белка, обеспечивающего оптимальную кислотность для реакций световой фазы, из-за чего ее эффективность падает. Изучение механизмов, по которым это происходит, даст новые идеи, как повысить урожайность сельскохозяйственных культур.

Ученые вызывали стресс в тканях гороха, подвергая листья на верхушках стеблей воздействию открытого огня. К верхнему листу каждого растения на 2−3 секунды подносили источник пламени. К расположенным ниже листьям на специальный проводящий гель крепили электроды. Они регистрировали изменения электрического потенциала поверхности листьев. Другие датчики определяли флуоресценцию хлорофиллов — показатель того, насколько интенсивно молекулы этих пигментов захватывают кванты света. В отдельных экспериментах, проведенных в темноте, ученые также установили, как листья гороха, расположенные ниже опаленных огнем, поглощают углекислый газ, необходимый для реакций второй, темновой, фазы фотосинтеза. Из предыдущих опытов было известно, что повреждение растений снижает интенсивность поглощения CO2, а значит, и производства из него органических веществ.

Опыты показали, что воздействие пламенем на верхний лист гороха вызывает изменение электрического потенциала на поверхности листьев. Оно распространяется по побегу сверху вниз. По мере прохождения через растение волны изменения этого потенциала воздействовали на молекулы хлорофилла. В результате они начинали поглощать больше света. Однако при этом количество энергии, рассеивающейся и не идущей на поддержание световой фазы фотосинтеза, тоже росло. Таким образом, общая интенсивность фотосинтеза не увеличивалась. После повреждения гороха поглощение CO2 его листьями в темноте падало, как и в проведенных другими учеными экспериментах.

Авторы работы предполагают, что механизм этих сдвигов в физиологии поврежденных растений таков. Электрический потенциал в любом живом организме обеспечивается присутствием в клетках заряженных частиц — ионов. Он равен нулю, если сумма зарядов положительных ионов (катионов) равна сумме зарядов отрицательных (анионов). Если анионов больше, то и электрический потенциал на поверхности объекта (целого листа или отдельной клетки) имеет знак «минус». То же, но с обратным знаком, верно и для катионов. Соответственно, при изменении электрического потенциала на поверхности листьев меняется и баланс анионов и катионов в них.

Биофизики из Нижнего Новгорода предложили механизм, по которому острый стресс для растения снижает эффективность фотосинтеза даже в тех его частях, которые сами не были повреждены. Такая защитная реакция позволяет организму тратить меньше энергии на довольно затратный процесс образования органических веществ на основе углекислого газа, а следовательно, дольше выживать в неблагоприятных условиях. С другой стороны, с помощью новых данных можно попытаться установить, какие воздействия способны поднять эффективность фотосинтеза, а значит, и урожайность. Это, несомненно, будет полезно для сельского хозяйства.


Постовой:

Вас так же заинтересует

Оставьте комментарий

Your email address will not be published.