Международная группа ученых описала ранее неизвестный механизм, который позволяет корням растений распознавать и избегать участков почвы с гниющими растительными остатками. Это явление, названное сапротропизмом, помогает растениям защищаться от патогенов. Исследование провели специалисты австрийского Института науки и технологий и Северо-Западного университета сельского и лесного хозяйства Китая.
Корни воспринимают зоны, где разлагаются остатки других растений, как биологически враждебную среду. Они активно меняют направление роста, чтобы обойти такие участки. Поведение растений в этом случае напоминает инстинкт животных, которые не едят гнилую пищу из-за угрозы отравления микробными токсинами. Примечательно, что на разлагающиеся останки животных корневая система не реагирует.
Как выяснили исследователи, ключевую роль в процессе играют грибы, которые разлагают растительную органику. В ходе их жизнедеятельности в почве локально повышается кислотность. Корни способны уловить этот градиент pH еще до прямого контакта с опасной зоной. В ответ на изменение кислотности в клетках кончика корня перераспределяется абсцизовая кислота – один из растительных гормонов. Это, в свою очередь, реорганизует клеточный скелет и заставляет корень изгибаться в сторону от источника угрозы. Механизм работает независимо от ауксина, который управляет другими видами тропизмов, например, реакцией на свет или гравитацию.
Сапротропизм зафиксирован не только у лабораторного растения арабидопсис, но и у ключевых сельскохозяйственных культур, включая рапс, томаты и пшеницу. Это говорит о широком распространении такого адаптивного признака. Открытие имеет прямое отношение к агротехнологиям: избыток неразложившихся пожнивных остатков на полях может создавать обширные «токсичные» зоны. Они препятствуют росту корневой системы и повышают риск заражения растений почвенными патогенами.
Понимание молекулярных основ сапротропизма может помочь в селекции сортов, более эффективно избегающих опасных зон в почве. Такой подход станет превентивной стратегией защиты растений от болезней и позволит снизить зависимость от химических фунгицидов, что важно для устойчивого сельского хозяйства.