15 Дослідження професора Менга Чена з Каліфорнійського університету розкриває механізми сприйняття тепла рослинами вдень, зокрема роль цукру як сигнального чинника.
Біологи давно вважали, що термочутливість рослин залежить від білків-фоторецепторів. «У наших підручниках сказано, що білки, такі як фітохром B і раннє цвітіння 3 (ELF3), є основними термосенсорами в рослинах» — наголошує професор Чен. Проте ці уявлення ґрунтувалися переважно на нічних експериментах. Вдень світло і температура створюють інші умови, що спонукали дослідників перевірити існуючі моделі.
Для перевірки гіпотез команда вивчала Arabidopsis, піддаючи рослини різним температурним режимам і освітленню. Виявилося, що фітохром B працює як сенсор тепла лише при слабкому світлі. У яскравих умовах його функція вимикалася, але рослини продовжували рости. «Це вказувало на наявність інших сенсорів», — зазначив Чен.
Дослідження мутантів фітохрому B показало, що без світла й фотосинтезу вони не реагували на тепло. Але додавання цукру у середовище відновлювало їхню здатність рости при підвищеній температурі. «Тоді ми зрозуміли, що цукор не просто стимулює ріст. Він діє як сигнал, який повідомляє рослині, що тепло» — підкреслив Чен.
Подальші експерименти пояснили механізм: під дією тепла крохмаль розщеплюється на сахарозу, яка стабілізує білок PIF4. Цей білок є головним регулятором росту і працює лише за наявності цукру та відсутності пригнічення з боку ELF3. «PIF4 потребує двох речей. Цукру, щоб залишатися, і свободи від пригнічення. Температура допомагає забезпечити і те, і інше», — резюмував професор.
Ця робота демонструє складну багатошарову систему відчуття тепла, де фотосинтез не тільки виробляє енергію, а й формує сигнали для росту. Такі відкриття мають велике значення для агрономії. Зі змінами клімату знання про температурні сигнали допоможуть створювати стійкі сорти культур. «Це змінює наше уявлення про термочутливість рослин. Справа не тільки в тому, що білки вмикаються або вимикаються. Справа також в енергії, світлі, цукрі», — підсумував Чен.
