Чи врятують рослинні гормони світ від продовольчої кризи?

11 березня 2025 р. 22:14

11 березня 2025 р. 22:14

Міжнародне дослідження під керівництвом Центру біології рослинних систем VIB-UGent розкрило ключові механізми, завдяки яким брасиностероїди регулюють клітинний поділ та ріст у рослинах, відкриваючи нові можливості для підвищення сільськогосподарської продуктивності.

Брасиностероїди належать до класу “рослинних гормонів, які контролюють різноманітні процеси розвитку рослин”. Ці сполуки забезпечують адаптацію рослин до змін навколишнього середовища. Вони впливають на подовження стебла, розвиток листя та клітинну диференціацію. Значення цих гормонів для сільського господарства зростає в умовах кліматичних змін.

Дослідження, опубліковане в журналі Cell, є результатом співпраці багатьох науковців. Проєкт очолила професор Дженні Руссінова з VIB-UGent. Дослідникам допомагали команди з Університету Дьюка та Каліфорнійського технологічного інституту. Основна увага була зосереджена на вивченні сигнальних компонентів брасиностероїдів у кореневій меристемі.

Відкриття нерівномірного розподілу гормонів

Ключовим відкриттям стало виявлення асиметричного розподілу брасиностероїдів під час клітинного поділу. Дослідники помітили, що після поділу одна дочірня клітина отримує вищу концентрацію гормональної активності. Друга клітина натомість відповідає за вироблення цих гормонів. Такий розподіл сприяє ефективному росту коренів.

Доктор Неманья Вукашинович пояснює важливість відкриття. “Ми виявили, що під час клітинного поділу брасиностероїди розподіляються нерівномірно між новоутвореними клітинами” , – зазначає він. “Це означає, що одна клітина отримує вигоду від посиленої гормональної активності, в той час як інша клітина сприяє виробленню цих гормонів” . Цей механізм забезпечує оптимальний розвиток кореневої системи.

Для проведення дослідження вчені використали передові методи. Вони застосували секвенування одноклітинної РНК та довготривалу візуалізацію живих клітин. Такий підхід дозволив відстежувати зміни сигнальної активності протягом клітинного циклу.

Часова динаміка гормональної активності

Аналіз показав чітку залежність активності брасиностероїдів від фази клітинного циклу. Сигнальна активність досягає максимуму під час фази G1. Потім вона знижується під час мітозу. Такий часовий зв’язок вказує на існування “вікон можливостей” для гормональної дії.

Дослідження має не лише теоретичне, але й практичне значення. Розуміння механізмів дії брасиностероїдів може привести до створення нових біотехнологій. Вони допоможуть підвищити врожайність сільськогосподарських культур. Це особливо важливо в умовах зростання кількості населення планети.

Вчені ставлять нові питання щодо механізмів нерівномірного розподілу гормонів. Вони намагаються зрозуміти, як ці процеси впливають на здоров’я рослин. Відповіді допоможуть розробити стратегії підвищення стійкості культур до стресових факторів.

Перспективи для сільського господарства

Зміна клімату створює нові виклики для сільського господарства. Здатність використовувати брасиностероїди та маніпулювати їхніми сигнальними шляхами стає все важливішою. Це може допомогти створити більш витривалі культури, адаптовані до мінливих умов.

Дослідження підкреслює цінність міждисциплінарної співпраці. Інтеграція результатів різних лабораторій дозволила отримати всебічне розуміння активності брасиностероїдів. “Розуміння того, як функціонують ці гормони, може призвести до біотехнологічних досягнень” , – підкреслюють дослідники. Ці досягнення підвищать ефективність використання ресурсів у сільському господарстві.

Наслідки дослідження виходять далеко за межі лабораторії. Вони стосуються питань продовольчої безпеки та сталого розвитку. Оптимізація росту сільськогосподарських культур стає не просто академічною вправою, а нагальною потребою.

Результати досліджень Центру біології рослинних систем VIB-UGent відкривають шлях до інновацій. Вони можуть значно підвищити стійкість і продуктивність рослин. Біотехнології здатні трансформувати сільськогосподарський ландшафт на основі глибокого розуміння механізмів дії рослинних гормонів.

Наука