Засухоустойчивое растение-феникс

Существует масса растений, способных переносить длинные засухи без каких-либо последствий. Как правило, это обитатели степей и пустынь. Кактусы и другие суккуленты сохраняют воду в тканях, а другие растения, например, верблюжья колючка, обладают очень длинными — в несколько десятков метров — корнями. Одно из таких растений ученные исследовали, чтобы выяснить, что же позволяет ему буквально воскресать после казалось бы полного высыхания.

Среди всех засухоустойчивых растений исследователей заинтересовал вид Craterostigma plantagineum (кратеростигма), произрастающий в Африке и Индии. Этот почвопокровник с красивыми голубыми цветками отличается одной важной особенностью: во время засухи растение будто увядает и кажется мертвым, но, как только кратеростигма получает достаточно влаги, она вновь оживает и обретает прежний здоровый вид. Это одно из немногих растений, которое относят к так называемым «воскресающим» видам.

Засухоустойчивость растений, как правило, обусловлена генетически, и кратеростигма здесь не исключение. Сотрудники Боннского университета в Германии, много лет изучающие Craterostigma plantagineum, провели исследование вместе с американскими коллегами, чтобы выяснить, какие гены позволяют растению «воскресать» после сильной засухи.

Ученые обратили внимание на сложный геном растения: клетки большинства растений диплоидные, то есть обладают двумя хромосомными наборами (по одному от каждого родительского организма), но у Craterostigma plantagineum их восемь. Такие растения называются октоплоидными.

Как поясняет профессор Боннского университета Доротея Бартельс, такое умножение хромосомного набора характерно как раз для растений, произрастающих в экстремальных условиях. Вероятно, это связано с тем, что если ген присутствует в нескольких копиях, синтез необходимых белков происходит в несколько раз быстрее. В частности, это могут быть белки, отвечающие за выживание в засухе.

В геноме кратеростигмы отмечается около 200 генов ELIP, которые почти идентичны и расположены в больших кластерах по десять или двадцать копий на разных хромосомах. Эти гены характерны для засухоустойчивых видов и защищают растение от окислительного стресса на протяжении жизни.

Интересно, что большинство растений вне зависимости от местообитания обладают генами, позволяющими выдерживать незначительную засуху, но в гораздо меньшем количестве. Однако с помощью генной инженерии можно будет преодолеть ограничения и сделать растения более устойчивыми к неблагоприятным условиям.