Зерновые культуры, обеспечивающие более половины калорий в рационе человека, сталкиваются с угрозами из-за глобального потепления. Исследование Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) раскрывает механизмы их адаптации.
Молодой научный сотрудник Аммар Кади изучил влияние активных форм кислорода (ROS) на растения, такие как рис, пшеница, просо, ячмень и сорго. Эти культуры особенно уязвимы к засухам, засолению почв и экстремальным климатическим условиям, что напрямую связано с глобальным потеплением.
При стрессовых условиях в клетках растений образуется избыточное количество ROS, включая супероксид-анион, перекись водорода, гидроксильный радикал и синглетный кислород. Эти соединения могут повреждать липиды, нуклеиновые кислоты и белки, что приводит к снижению урожайности.
Однако ROS выполняет и полезную функцию, выступая в роли сигнала тревоги. Его концентрация связана с уровнем фитогормонов и регулирует активность генов, способствуя адаптации растений к засухе. ROS также влияет на гистоны — белки, окружающие ДНК, создавая "память стрессовых ситуаций".
Например, у риса избыток ROS инициирует окислительный сигнал, стимулирующий гены устойчивости к засухе. У пшеницы засушливые условия увеличивают уровень перекиси водорода, что усиливает экспрессию генов, защищающих фотосинтетическую систему.
Автор исследования подчеркнул важность учета роли ROS при разработке новых сортов растений и планировании посевных мероприятий в условиях засухи, повышения температуры и засоления почв.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (РНФ) в рамках проекта №24-16-20028.
