«Наши результаты связывают изменения в углеводном составе со способностью растения алоэ справляться с длительными периодами засухи. Очень важно, что мы понимаем физиологические механизмы, которые позволяют некоторым растениям выживать в экстремальных условиях из-за изменения климата и возможности серьезных климатических колебаний », – говорит биолог растений Луиза Исагер Аль из Музея естественной истории Дании.
Полезные генетические признаки
Большинство суккулентов могут выжить в районах, подверженных более коротким или продолжительным периодам засухи.
Эта способность сделала суккуленты популярными в качестве комнатных растений. У алоэ вера, как и у других видов алоэ, есть особая ткань в середине листьев, известная как гидренхима. Эта ткань обладает хорошо развитой способностью контролировать содержание воды в листьях.
Один из механизмов, который суккуленты используют для защиты от засухи, – это складывание клеточных стенок вместе во время обезвоживания и их повторное развертывание по мере того, как становится доступной вода.
Уникальный состав углеводов в клеточных стенках и внутри клеток гидренхимы частично отвечает за способность этих растений регулировать и удерживать воду. Это свойство может быть передано другим растениям.
«Я могу представить, что, выявив и изучив генетические механизмы, позволяющие видам алоэ складывать и разворачивать свои клеточные стенки, мы сможем интегрировать аналогичные механизмы в сельскохозяйственные культуры, чтобы сделать их более устойчивыми к изменению климата», – говорит Луиза Исагер Аль.
Фиолетовая линия показывает клеточную стенку алоэ вера, когда она обезвожена и свернута.
В нижней половине показана клеточная стенка алоэ вера, когда она гидратирована.
Результаты основаны на наблюдениях 100-летней давности
Первые описания видов суккулентных растений со складчатыми клеточными стенками были сделаны немецким ботаником в конце 19 века. Его наблюдения были дополнительно исследованы другим немецким ботаником в начале 20 века. С тех пор лишь немногие исследователи вникали в механизмы, лежащие в основе складывания клеточной стенки.
Только когда Луиза Исагер Аль и Йозеф Мравек задались вопросом, может ли существовать корреляция между наблюдаемыми ими изменениями в углеводном составе и складыванием клеточных стенок. Вместе они начали изучать состав углеводов в растениях алоэ как до, так и после засухи.
«Способность пережить засуху за счет адаптации клеточной стенки также обнаруживается у других суккулентов, но изменения в углеводном составе Алоэ в связи с засухой ранее не исследовались у Алоэ. Уникальное сотрудничество ботаников и химиков-углеводов в этом проекте позволило нам лучше понять состав и функцию этих углеводов в зависимости от способности этих растений справляться с засухой », – говорит Луиза Исагер Аль.