Ученые CSIC создают математическую модель реакции растений на климатические изменения - NewsRoot

Ученые CSIC создают математическую модель реакции растений на климатические изменения

Интересно? Поделись с другими!

Исследователи из Высшего совета по научным исследованиям (CSIC) создали математическую модель, основанную на регулируемых температурой процессах в растениях, которая может предсказать реакцию сельскохозяйственных культур на глобальное потепление.

В этом исследовании, опубликованном в журнале «Science Advances» , была определена фундаментальная роль белка COP1 как стимулятора роста растений арабидопсиса в условиях долгого дня и высоких температур окружающей среды, а также его взаимодействие с другими клеточными факторами. Это открытие может помочь избежать неблагоприятных последствий изменения климата для яровых культур.

Это исследование является результатом сотрудничества групп под руководством Саломе Прат и Саула Ареса из Национального центра биотехнологии, принадлежащего CSIC (CNB-CSIC), и Пабло Каталана из Междисциплинарной группы сложных систем (GISC) Университета Карлоса III. Мадрида.

Данные, полученные в ходе исследования, позволили разработать математическую модель, связывающую активные уровни клеточных факторов, регулируемых светом и температурой, с ростом зародышевого стебля (гипокотиля).

Для исследователя CSIC, в настоящее время работающего в Центре исследований сельскохозяйственной геномики (CRAG), Саломе Прат, важность этой работы выходит за рамки характеристики молекулярных основ термоморфогенеза.

«Культивируемые виды демонстрируют очень низкую генетическую изменчивость с точки зрения их способности адаптироваться к высоким температурам окружающей среды, что снижает их продуктивность. Здесь мы показываем, что более активные формы COP1 улучшают устойчивость культур к изменению климата, которым требуется длинный световой день », — говорит исследователь.

Растения приспосабливают свое развитие и морфологию к окружающим их условиям окружающей среды, в основном к продолжительности дня и температуре окружающей среды. Эти два фактора напрямую влияют на урожайность сельскохозяйственных культур, отсюда и интерес научного сообщества к их изучению.

При обнаружении повышения температуры первой реакцией растения является удлинение гипокотиля , чтобы облегчить охлаждение листьев и свести к минимуму повреждения, вызванные жарой.

«Используя несколько мутантных линий арабидопсиса в различных условиях освещения и температуры, мы смогли сопоставить параметры уравнений с экспериментальными данными о длине гипокотиля, и одним из наиболее интересных предсказаний модели является тот, который подчеркивает, что максимальная активность COP1 место днем ​​и при высоких температурах» , — объясняет Арес.

Температура способствует росту растений, а свет тормозит его. Летом, когда дни длиннее и теплее, растения получают противоречивую информацию и вынуждены решать, к какому сигналу прислушаться.

«До сих пор COP1 описывался как фундаментальный фактор, регулирующий рост в темноте , поэтому это предсказание было необычным», — говорит Кристина Ньето, первый автор работы, а в настоящее время научный сотрудник Национального института сельскохозяйственных исследований, технологий и продуктов питания. (ИНИА-CSIC).

«Мы решили смоделировать рост гипокотиля для диапазона значений активности COP1 и экспериментально проверили прогнозы, полученные с мутантами, у которых COP1 работал плохо, или с растениями, которые накапливали избыток белка. Благодаря этому исследованию мы теперь известно, что белок COP1 играет ключевую роль в регуляции реакции на температуру в течение долгих дней, то есть летом», — говорит он.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Прокрутить наверх