Спасти урожай: учёные изучили механизм регенерации растений

Специалисты ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» совместно с коллегами из Новосибирского государственного университета, а также из Бельгии и Сингапура исследовали процесс регенерации стволовых клеток в корне после повреждений и роль, которую выполняют два активных вещества в этом процессе. Результаты работы опубликованы в свежем номере PNAS.

Эта работа стала очередной в ряду совместных исследований механизмов регенерации с участием ауксина и белка ERF115 (он относится к транскрипционным факторам и запускает процесс деления стволовых клеток вокруг поврежденного участка).

«О том, что ауксин способствует заживлению повреждений у растений, известно достаточно давно, однако, как у любого "лекарства", у ауксина есть масса особенностей «приема» и побочных эффектов. Мы изучаем механизмы влияния ауксина на заживление у растений, что позволит в дальнейшем ускорять процесс "выздоровления" у растений», — рассказала заведующая сектором системной биологии морфогенеза растений ФИЦ ИЦиГ СО РАН кандидат биологических наук Виктория Владимировна Миронова.

Ранее и ауксин, и белок ERF115 уже становились объектами исследований, но их изучали порознь, теперь же ученым удалось показать, что они работают взаимосвязано. После того, как корень растения получает повреждение, ауксин накапливается в тканях вокруг этого места и усиливает выработку на этом участке белка ERF115. Тот, в свою очередь, заставляет соседние клетки делиться как стволовые, восстанавливая ткань на месте нарушения. И одновременно он вызывает повышение чувствительности клеток к ауксину в прилегающих тканях. 

Теперь весь этот процесс описан в виде математической модели, созданной новосибирскими учеными на основе экспериментального материала, собранного их зарубежными коллегами. 

Понимание того, как растение восстанавливается в ответ на какие-то повреждающие действия, актуально не только биологам, но и практикам. В частности, тем, кто занимается выращиванием деревьев и кустов, поскольку в случае повреждения ствола или при проведении прививки растений для их размножения, действуют схожие механизмы (хоть и со своими особенностями), что и при восстановлении поврежденных корней.

«Сами обработки ауксином поврежденных растений применяются давно, но, по итогам нашего исследования, мы можем говорить, что поливать непосредственно место повреждения или прививки не очень эффективно, лучше чтобы ауксин попал в сосудистую систему растения, а дальше фитогормон сам будет распространяться по тканям растения сверху вниз, находить поврежденные участки и накапливаться в нужном количестве», — пояснила Виктория Миронова.

Ученые продолжают исследования механизмов регенерации растений, которые отличаются заметным разнообразием: одни задействованы в ответ на холодовой стресс, другие — на механические повреждения, третьи — в случае отравления токсинами и так далее. Моделирование того, как растение защищается от внешних угроз важно, как биологам, так и аграриям, поскольку такие модели позволяют быстро формировать эффективную стратегию защиты урожая в зависимости от ситуации.

Работа выполнена при поддержке гранта РНФ (18-74-10008).

Пресс-служба ФИЦ ИЦиГ СО РАН

Источники

Спасти урожай: ученые изучили механизм регенерации растений

Ученые исследовали процессы регенерации у растений

У растений изучили регенерацию стволовых клеток

Сибирские ученые построили математическую модель регенерации растений

"Инь и Янь" в регенерации у растений

Ученые исследовали процессы регенерации у растений

Ученые исследовали процессы регенерации у растений

Регенерация растений спасет урожай от катаклизмов

У растений изучили регенерацию стволовых клеток

У растений изучили регенерацию стволовых клеток

Пресс-релиз: "Инь и Янь" в регенерации у растений

Регенерация растений спасет урожай от катаклизмов

Регенерация растений спасет урожай от катаклизмов

У растений изучили регенерацию стволовых клеток

Ученые продолжают исследовать процессы регенерации у растений - что нового

"Инь и Янь" в регенерации у растений

"Инь и Янь" в регенерации у растений

Ученые исследовали механизм регенерации растений

Российские ученые изучили процесс регенерации растений

Ученые продолжают исследовать процессы регенерации у растений

Новосибирские и зарубежные ученые изучают регенерацию растений после повреждений

Ученые разбираются, как восстанавливаются растения после повреждений

"Инь и Ян" в регенерации у растений

Ауксин способствует заживлению повреждений у растений

У регенерации растений прояснили молекулярный механизм

У регенерации растений прояснили молекулярный механизм

Похожие новости

• 20/02/2020

  Ученые показали генетическую связь процессов гликозилирования и опасных болезней человека

  ​Целью исследования, опубликованного в журнале Science Advances, был поиск генов, влияющих на гликозилирование иммуноглобулина G (IgG). Иммуноглобулины — это белки, которые играют роль телохранителей в человеческой иммунной системе.

  1266
• 29/06/2016

  Кровоизлияние в мозг - не приговор

  ​Каждый шестой человек с геморрагическим инсультом – кровоизлиянием в мозг, вызванным разрывом сосудов, умирает в машине скорой помощи. Риск кровоизлияния, приводящего к летальному исходу или тяжелым неврологическим последствиям, остается высоким даже после успешной операции на сосудах.

  4373
• 31/05/2016

  Новосибирские ученые исследуют кровеносную систему

  ​Кровеносная система лежит в основе функционирования головного мозга, и в области её работы ещё много «белых» пятен. Сибирские учёные в сотрудничестве с медиками решили устранить некоторые из них.  Исследование имеет и прикладной выход: уже создана уникальная система мониторинга нейрохирургических операций, метод повышения качества магнитно-резонансной томографии, а также инструментарий для персонализированного моделирования протекания некоторых болезней.

  3713
• 19/07/2019

  В ИЯФ СО РАН создают установку для щадящего избавления пациентов от рака

  Иногда путь перспективных, казалось бы, технологий в повседневную реальность тернист. Достаточно вспомнить управляемый термоядерный синтез. Особенно обидно, когда речь идет о спасении человеческих жизней, а методика лечения многие десятилетия остается экспериментальной.

  692
• 20/06/2018

  Возможные перспективы Академгородка 2.0

  ​Ведущие ученые СО РАН продолжили обсуждение проектов развития научной инфраструктуры Новосибирского научного центра. Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН выступил инициатором проекта «Сибирский центр малотоннажной химии».

  1922
• 06/09/2016

  Бельгийский ученый выступит в Новосибирске с лекцией о вкладе геномных технологий в селекцию животных

  ​Приглашаем на лекцию ученого мирового уровня, профессора генетики и геномики факультета ветеринарной медицины университета г. Льеж, Бельгия, Мишеля Жоржа The impact of genomics in animal breeding (Вклад геномных технологий в селекцию животных).

  2400
• 13/07/2018

  Новосибирские ученые предложили создать Национальный центр генетических технологий

  ​ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» выступил с инициативой создания Национального центра генетических технологий. Как рассказал избранный директор ФИЦ ИЦиГ СО РАН член-корреспондент РАН Алексей Владимирович Кочетов, проект ЦГТ нацелен на решение сразу нескольких стратегических задач: «Прежде всего, мы хотим на одной площадке получить полный набор современных исследовательских технологий, обеспечивающий возможность фундаментального изучения генетических систем и процессов человека, животных, растений и микроорганизмов на базовых иерархических уровнях организации живых систем: молекулярно-генетическом, клеточном, тканевом, организменном, популяционном, экосистемном».

  2024
• 10/08/2018

  Ученые установили, что боли в спине связаны с генами и депрессией

  Коллектив ученых из России (Институт цитологии и генетики СО РАН и Новосибирский государственный университет), Великобритании, США и Нидерландов провел масштабное полногеномное исследование ассоциаций болей в пояснице и различных других состояний.

  1165
• 11/09/2018

  В Новосибирске биологи обсудят метод, изменяющий реальность

  ​В технопарке новосибирского Академгородка открылся международный конгресс «CRISPR—2018», посвященный этому методу геномного редактирования. На конгресс съехалось около 360 ученых из США, Франции, Германии, Северной Кореи, Турции, Казахстана, Беларуси и 16 городов России, включая Москву и Санкт-Петербург.

  1281
• 08/11/2019

  Вернуть утраченное: как клетки растений реагируют на повреждения

  Российская исследовательница вместе с сингапурским коллегой обобщили данные о регенерации тканей у растений на уровне отдельных клеток. Ученые отмечают, что благодаря современным технологиям появились наблюдения о том, что восстановление может происходить не только за счет стволовых клеток, но и благодаря ассиметричному (регенеративному) делению других типов клеток, находящихся вокруг поврежденной зоны.

  1009