Семена растений разработали сложные механизмы, позволяющие определять, когда наступает подходящий момент для прорастания.
Хранение семян в прохладном, темном и сухом месте обеспечивает их всхожесть в течение многих лет. Это происходит благодаря тормозящим рост гормонам, которые контролируют время прорастания, что важно для выживания молодого растения.
Команда профессора Луиса Лопеса-Молины из Женевского университета выявила внутренний термометр семян, который может задержать или даже заблокировать прорастание при слишком высокой температуре, о чем сообщает в Nature Communications. На примере кресс-салата (Arabidopsis thaliana), принадлежащего к семейству крестоцветных, ученые исследовали уже изученные у молодых растений явления, предположительно аналогичные процессам, происходящим в семенах.
Если становится теплее, стебель растет быстрее. Эта адаптация похожа на реакцию растения, которое находится в тени другого: оно удлиняется, чтобы выбраться из затемнения. Такие механизмы запускаются белком фитохромом B, который благодаря своей чувствительности к свету и изменению температуры тормозит рост растения. Если температура повышается на 1-2 °C, фитохром В быстрее теряет активность и меньше замедляет рост растения.
Выясняя роль этого белка в тепловом торможении при прорастании, исследователи разделяли две ткани внутри семян: эмбрион, из которого появляется росток, и эндосперм - ткань, питающую и контролирующую прорастание семян. Оказалось, что при слишком высоких температурах лишенные эндосперма эмбрионы не способны остановить свой рост и проростки погибают. Урсула Пискуревич, ведущий автор исследования, приходит в пресс-релизе к выводу:
Торможение тепла у арабидопсиса автономно контролируется не эмбрионом, а эндоспермом. Таким образом, мы выявили у этой ткани новую важную функцию.
Другими словами, без эндосперма зародыш в семени не понял бы, что температура слишком высока, и не начал бы прорастать. Поэтому в условиях потепления механизм термоторможения важен для сельского хозяйства, а лучшее понимание влияния света и температуры на прорастание семян поможет оптимизировать рост растений в экстремальных климатических условиях.
