Исследователи Университета Нагои обнаружили, что в ответ на потребность листьев в азоте растения вырабатывают гормон, который перемещается от листьев к корням, чтобы стимулировать поглощение азота из почвы. Этот гормон вырабатывается в листьях, когда им не хватает азота, и действует как сигнал, регулирующий потребность и снабжение азотом между побегом растения и корнем. Результаты недавно были опубликованы в Интернете в журнале Nature Communications..
Азот является важным питательным веществом для роста растений и очень важен для производства сельскохозяйственных культур. Однако часто используется слишком много азотных удобрений, что приводит к загрязнению окружающей среды и росту цен на продукты питания. Что, если бы можно было заставить растения более эффективно регулировать потребление азота?
Исследователи Университета Нагои нашли ключ к этому. «Улучшая путь этого гормона, растения смогут более эффективно поглощать азотные питательные вещества, что в конечном итоге может свести к минимуму использование удобрений», - говорит профессор Йошикацу Мацубаяши из Высшей школы наук Университета Нагоя.
Корни растений поглощают азотные питательные вещества в форме нитратов из почвы - сколько азота нужно растению, зависит от стадии роста побегов. Чем крупнее и многочисленнее становятся листья и стебли, тем больше азота нужно растению.
Исследовательская группа изучала, как корни растений ощущают потребность побегов в азоте. Предыдущее исследование с использованием растения под названием арабидопсис (более известного как кресс-салат) показало, что определенные гормоны, называемые пептидом, кодируемым на С-конце (CEP), и CEP ниже по течению (CEPD), соответственно, модулируют связи между корнями, испытывающими недостаток азота, и другими корнями. через листья. Предыдущее исследование также показало, что растения производят другие гормоны, структурно сходные с CEPD.
В новом исследовании профессор Мацубаяси и его коллеги также сосредоточились на этих гормонах у арабидопсиса, проанализировав каждую из их функций и тем самым идентифицировав пептид, который может сильно способствовать поглощению азота. Пептид, названный CEP downstream-like 2 (CEPDL2), присутствовал в жилках листа и быстро вырабатывался в больших количествах, когда листу не хватало азота. Одновременно пептид CEPDL2 будет перетекать от побега к корням.
Напротив, исследователи продемонстрировали, что у растений, у которых пептид CEPDL2 был разрушен, листья все еще были маленькими в более поздний период роста, когда побегу требуется много азота.«Это означает, что растение не может нормально расти без этого пептида, показывая, что пептид CEPDL2 является сигналом, который регулирует баланс спроса и предложения между листьями и корнями», - говорит профессор Мацубаяши. «Наши результаты подчеркивают один необычный способ, которым растения чувствуют меняющиеся условия и приспосабливаются к ним».