Китайские учёные обнаружили в клетках томатов молекулярный механизм, который мешает растению защищаться от высоких температур. Открытие, описанное в журнале Theoretical and Applied Genetics, может ускорить создание сортов, устойчивых к аномальной жаре, которая всё чаще угрожает мировому урожаю.
Исследователи из Юньнаньского сельскохозяйственного университета выяснили, что белок SlASIL2 работает как «тормоз» – он подавляет гены, отвечающие за термоустойчивость. В частности, он блокирует выработку так называемых белков теплового шока (SlHSP20 и SlHSP90). Эти белки помогают другим клеточным структурам сохранять свою форму и не разрушаться при перегреве, выполняя роль своего рода «реанимационной бригады».
Действие этого «тормоза» регулирует другой белок – SlDREBA4, который ранее уже был известен как фактор жароустойчивости. Он связывается с SlASIL2 и ослабляет его подавляющее действие, позволяя защитным механизмам включиться. Таким образом, два белка работают в паре, точно калибруя реакцию растения на стресс. Это позволяет томату не расходовать энергию на постоянную защиту, а активировать её только по необходимости. Кроме того, SlASIL2 ослабляет и антиоксидантную систему, делая клетки более уязвимыми к окислительному стрессу при высоких температурах.
Выводы учёных подтверждают эксперименты. Томаты, у которых ген SlASIL2 искусственно «отключали», переносили жару значительно лучше обычных. Напротив, растения с избыточной выработкой этого белка демонстрировали пониженную выживаемость.
Результаты исследования важны для аграрной отрасли. Томаты – одна из самых ценных овощных культур в мире, а их урожайность сильно зависит от температуры, особенно в период цветения. Традиционная селекция жаростойких сортов идёт медленно, поскольку эта характеристика зависит от множества генов. Теперь у селекционеров появилась конкретная молекулярная мишень. Создание сортов с ослабленным действием белка SlASIL2 позволит повысить их устойчивость к климатическим изменениям. Учёные предполагают, что похожие механизмы могут работать и в других паслёновых культурах, таких как картофель, перец и баклажаны.