Растения относятся к жаре по-разному: у одних устойчивость к высоким температурам врождённая, у других её можно пробудить специальными методами.
Если мы хотим сеять сельскохозяйственные злаки там, где бывает очень жарко, то мы должны выбрать специальный сорт, или же подождать, пока его выведут. Но выведение новых сортов занимает время, к тому же они могут оказаться очень капризными в других отношениях.
Впрочем, есть ещё одна уловка, которая позволяет растениям переносить жару – они налаживают сотрудничество с почвенными бактериями. Известно, что микрофлора вокруг корней часто оказывается для растений очень благоприятной в том смысле, что позволяет им переносить сложные обстоятельства: засуху, повышенное содержание солей в почве, или, например, высокую температуру.
Но если какие-то бактерии привыкли защищать от жары одни растения, будут ли они также защищать какой-нибудь другой вид? Это решили проверить сотрудники Научно-технологического университета имени короля Абдаллы и Венского университета. Они взяли бактерии SA187 из рода Enterobacter, которые живут прямо внутри корней индигоферы серебристой, небольшого кустарника, растущего в довольно жарких странах, от Египта до Индии. Бактериями от индигоферы покрыли семена пшеницы, дождались, когда из них вырастут растения, и прогрели эти растения два часа при 44 °С. Пшеница с бактериями осталась неповреждённой и продолжала цвести. А вот пшеница без бактерий после такого теплового удара перестала расти, и листья её начали желтеть.
Следующий эксперимент продолжался уже несколько лет, пока пшеницу выращивали на поле рядом с Дубаем, где воздух может прогреваться до 45 °С (хотя пшеницу здесь обычно выращивает зимой, когда температура пониже). Пшеница с бактериями оказалась на 20–50% более урожайной,чем обычная.
Наконец, исследователям удалось расшифровать молекулярный механизм, с помощью которого бактерии защищают растения от жары. Оказалось, что вещества, выделяемые микробами, превращаются в растительных тканях в этилен. А этилен работает в растениях как гормон, помогающий противостоять температурному стрессу. То есть бактерии помогали пшенице включить собственные антистрессовые гены. Результаты экспериментов опубликованы в EMBO reports.
Бактериальный способ защиты от стресса достаточно прост и, очевидно вполне эффективен. Кроме того, бактерий ведь можно использовать не только против температурных стрессов, но и в других экстремальных условиях. Например, недавно мы писали о других бактериях, которые защищают растения от засухи, помогая им качать воду из почвы.
Автор: Кирилл Стасевич