Растения качают воду при помощи бактерий

Почвенные микробы помогают растениям усваивать питательные вещества и приспосабливаться к возможным неблагоприятным условиям. Исследователи из Туринского университета вместе с коллегами из Университета Милана и Научно-технологического университета имени короля Абдаллы описывают в статье в Environmental Microbiology, что именно делают бактерии, помогая растениям выжить в засуху.

Есть несколько механизмов, которые двигают воду от корней к листьям. С одной стороны, это транспирация, то есть испарение воды самими листьями: испаряя воду, растение подтягивает ее снизу. С другой стороны, у самих корней есть специальные механизмы, которые заставляют воду входить в корневые клетки.

В растительных клетках есть внутренние обширные полости-вакуоли, заполненные клеточным соком. В мембране, которая ограждает вакуоль, сидят разные белки, обеспечивающие транспорт тех или иных молекул из цитоплазмы в вакуоль и обратно. Одни из таких белков – это протонные насосы: они закачивают в вакуоль протоны, то есть ионы водорода. По мере того, как их концентрация в вакуоли растет, в нее начинает поступать вода из цитоплазмы, а в саму цитоплазму – из внешней среды.

Авторы работы экспериментировали со стручковым перцем, который очень чувствителен к засухе, и двумя видами бактерий, Bacillus subtilis и Paenibacillus illinoinensis, которые живут прямо в растительных тканях и стимулируют рост растения.

Перец растили либо в нормальных условиях, либо ограничивая его в воде. Если перцу не хватало воды, он рос плохо, но если ему в засуху давали бактерии, он активнее фотосинтезировал и его корни лучше развивались. Оказалось, что благодаря бактериям у перца в корнях сильнее работали протонные насосы, которые помогают закачивать воду в вакуоли.

Значит, если мы хотим увеличить засухоустойчивость какого-нибудь растения, то мы можем обойтись без генетических модификаций, по крайней мере, в некоторых случаях – достаточно узнать, какие бактерии помогают растению качать воду, и дать ему их.