Исследователи опровергают давнее мнение об уникальных «водных шариках» киноа

к Амир Хусейн
0 комментарий
quinoa bladder cells research

Исследователи из Копенгагенского университета опровергли давнюю теорию о назначении клеток мочевого пузыря в киноа. Вопреки ранее существовавшему мнению, что эти клетки способствуют устойчивости растения к засухе и соли, теперь понятно, что они на самом деле обеспечивают защиту от вредителей и болезней. Это открытие может привести к созданию более выносливых сортов киноа. На сопроводительном изображении показаны эти эпидермальные клетки мочевого пузыря под микроскопом. Фото: Копенгагенский университет.

На протяжении более столетия считалось, что шарообразные структуры на поверхности киноа и подобных растений, известные как «пузыри», помогают им переносить засушливую и соленую среду. Однако это мнение было опровергнуто новыми открытиями Копенгагенского университета.

На самом деле эти клетки мочевого пузыря выполняют другую, но решающую роль. Это открытие открывает возможность выведения еще более надежных сортов киноа, потенциально улучшая ее глобальное выращивание.

Под микроскопом эти клетки мочевого пузыря напоминают воздушные шары или стеклянные произведения искусства — диковинка, которая озадачивает ученых на протяжении 127 лет. Первоначально считалось, что эти структуры способствуют засухе и солеустойчивости, но недавние исследования выявили совершенно другую функцию этих структур.

Видео демонстрирует, как трипсы поражают растение лебеды, у которого отсутствуют клетки мочевого пузыря, что подчеркивает их защитную роль. Фото: Копенгагенский университет.

Этот неожиданный вывод стал результатом недавнего исследования Копенгагенского университета, которое противоречило первоначальным гипотезам. Это новое понимание может способствовать распространению этой питательной и устойчивой к изменению климата культуры.

«Репутация киноа как устойчивой, богатой белком культуры, способной адаптироваться к изменению климата, заставила ученых поверить в то, что ее толерантность обусловлена эпидермальными клетками мочевого пузыря на ее поверхности. Считалось, что эти клетки хранят воду и избыток соли. Однако наши данные опровергают это», — объясняет профессор Майкл Палмгрен с кафедры наук о растениях и окружающей среде.

Механизм защиты от вредителей

Исследование, начатое три года назад аспирантом Максом Мугом и его научным руководителем Майклом Палмгреном, было направлено на изучение роли эпидермальных клеток киноа в мочевом пузыре в устойчивости к соли и засухе.

Команда сравнила мутантные растения, лишенные клеток мочевого пузыря, с дикими растениями лебеды с точки зрения их реакции на соль и засуху.

Удивительно, но было обнаружено, что клетки мочевого пузыря не оказывают положительного влияния на устойчивость к соли и засухе. Вместо этого они действуют как барьеры против вредителей и болезней.

На фотографиях показаны пузыри растения киноа (слева) и мутантный вариант без них (справа), синие стрелки указывают на трипса, серьезного вредителя. Фото: Копенгагенский университет.

«Мы заметили, что мутантные растения без клеток мочевого пузыря превосходили наши ожидания в засоленных и засушливых условиях. Однако они были более склонны к заражению насекомыми по сравнению с теми, у кого были клетки мочевого пузыря. Это позволило нам осознать истинную функцию этих клеток», — утверждает Макс Муг, ныне постдок и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Current Biology.

Команда обнаружила, что клетки мочевого пузыря содержат соединения, отпугивающие захватчиков, а не ожидаемую соль, даже после добавления в растения дополнительной соли.

«Клетки мочевого пузыря обеспечивают как физическую, так и химическую защиту от вредителей. Из-за этих клеток насекомым трудно получить доступ к нежным зеленым частям растения. Кроме того, содержимое клеток токсично для этих вредителей», — говорит Майкл Палмгрен.

Поверхность многих сортов киноа покрыта клетками мочевого пузыря, напоминающими крошечные шарики на стеблях. Фото: Копенгагенский университет.

Клетки мочевого пузыря, содержащие щавелевую кислоту (яд вредителей, также обнаруженный в ревене), также защищают от распространенных бактериальных заболеваний растений, таких как Pseudomonas syringae, вероятно, покрывая устьица листьев, обычное место проникновения бактерий.

«Наша гипотеза состоит в том, что эти клетки защищают от других болезней, таких как ложная мучнистая роса, которая существенно влияет на урожайность киноа», — добавляет Макс Муг.

Путь к улучшенному «Супер-Киноа»

У многих сортов киноа плотность клеток мочевого пузыря варьируется, что, вероятно, влияет на их эффективность как защитного механизма.

Видео трипсов, пытающихся атаковать растение киноа. Фото: Копенгагенский университет.

«Сорта с большим количеством клеток мочевого пузыря, вероятно, более устойчивы к вредителям и болезням, хотя, возможно, менее устойчивы к засухе и соли, и наоборот. Эти различия не меняют присущую киноа устойчивость к этим условиям, но объяснение кроется не в клетках мочевого пузыря», — объясняет Макс Муг, подчеркивая:

«Новые знания могут помочь адаптировать киноа к различным региональным условиям. В южной Европе, где преобладает засуха, или в северной Европе, где вредители представляют собой большую проблему, чем засуха, выбор сортов на основе плотности клеток мочевого пузыря будет стратегическим».

Майкл Палмгрен предполагает, что это открытие предлагает четкую стратегию по выведению «супер-киноа» с повышенной устойчивостью к вредителям и болезням, но при этом устойчивой к соли и засухе.

«Эти клетки мочевого пузыря, ранее упускавшиеся из виду при селекции, могут стать ключом к созданию супер-киноа посредством скрещивания», — утверждает он.

Майкл Палмгрен и Макс Муг из Копенгагенского университета. Фото: Копенгагенский университет.

Это исследование добавляет новый уровень к нашему пониманию киноа, особенно в

Часто задаваемые вопросы (FAQ) об исследовании клеток мочевого пузыря киноа

Каково было первоначальное мнение о клетках мочевого пузыря киноа?

Ранее считалось, что клетки мочевого пузыря киноа помогают растению противостоять засухе и соленым условиям.

Какое новое открытие о клетках мочевого пузыря киноа было сделано исследователями Копенгагенского университета?

Исследователи обнаружили, что эти клетки мочевого пузыря на самом деле служат защитой от вредителей и болезней, а не способствуют засухе и устойчивости к соли.

Как это открытие повлияет на будущее разведение киноа?

Это открытие открывает путь к выведению более сильных и устойчивых сортов киноа, поскольку дает новое понимание защитных механизмов растения.

В чем заключалось удивительное открытие о клетках мочевого пузыря у мутантных растений киноа?

Исследование показало, что мутантные растения без клеток мочевого пузыря хорошо себя показали в условиях соли и засухи, но были более восприимчивы к заражению вредителями, что указывает на другую функцию клеток мочевого пузыря.

Какие соединения содержатся в клетках мочевого пузыря киноа и какова их цель?

Клетки мочевого пузыря содержат такие соединения, как щавелевая кислота, которые действуют как физический и химический барьер против вредителей и болезней.

Как это исследование может повлиять на глобальное выращивание киноа?

Благодаря новому пониманию функций клеток мочевого пузыря вполне вероятно, что можно будет вывести более устойчивые растения киноа, что потенциально приведет к более широкому выращиванию и адаптации этой культуры во всем мире.

Каков потенциал для разведения «супер-киноа» после этого открытия?

Исследования показывают, что выведение сортов киноа с высокой плотностью клеток мочевого пузыря может привести к получению сельскохозяйственных культур, которые будут более устойчивы к вредителям и болезням, но при этом будут устойчивы к соли и засухе.

Подробнее об исследовании клеток мочевого пузыря киноа

Вам также может понравиться

Оставить комментарий

* Используя эту форму, вы соглашаетесь с хранением и обработкой ваших данных на этом сайте.

1ТП1Т — веб-ресурс, посвященный предоставлению актуальной информации о быстро меняющемся мире науки и технологий. Наша миссия — сделать науку и технологии доступными для всех через нашу платформу, объединяя экспертов, новаторов и ученых, чтобы поделиться своими знаниями и опытом.

Подписаться

Подпишитесь на мою рассылку, чтобы получать новые сообщения в блоге, советы и новые фотографии. Давайте оставаться в курсе!

© 2023 1ТП1Т

ru_RUРусский