«Уже известно, что дефицит бора приводит к прекращению роста растений, но наше исследование показало, что недостаток бора на самом деле вызывает проблемы в меристемах или стволовых клетках растения», — сказала Паула Макстин, доцент Отделения биологии. Наук и научный сотрудник Центра наук о жизни Бонда при МУ. «Раньше это было совершенно неизвестно. Благодаря серии экспериментов с участием ученых из нескольких дисциплин в MU мы смогли собрать воедино головоломку и прийти к новому выводу».
Меристемы представляют собой точки роста каждого растения, и каждый орган в растении развивается из этих специализированных стволовых клеток. Недостаток бора вызывает разрушение этих точек роста, что отрицательно сказывается на кистях и зернах кукурузы.
По словам Макстина, когда кисточки отстают в росте, урожайность снижается.В ходе исследования оценивалась группа растений с задержкой роста по способности выращивать кисточки.
Ким Филлипс, аспирант лаборатории Макстина, нанесла на карту геном растения кукурузы и обнаружила, что генетическая мутация задерживает рост кисточки, потому что она не может транспортировать бор через мембраны растений, препятствуя дальнейшему росту растений.Аманда Дурбак, научный сотрудник Колледжа искусств и наук Массачусетского университета, также помогла доказать пользу бора для меристем.
Она обработала две группы кукурузы без кисточки, одну — борным удобрением, а другую — только водой. Группа, обработанная бором, росла нормально, тогда как группа, обработанная водой, засохла.Дальнейшие испытания показали, что на клеточном уровне меристемы пораженных растений изменили пектин, который усиливается бором и стабилизирует растительную клетку. Без пектина меристемы растений распадаются.
«Используя различные методы и опыт в MU, включая геномику, трансляционные эксперименты с яйцами лягушек, исследования в полевых условиях, клеточные испытания и оценки в лаборатории аналитической химии исследовательского реактора MU и в центре анализа растений и почвы MU, исследовательская группа привлекла выводы, которые помогут производителям кукурузы принимать обоснованные решения о выращивании урожая в зонах дефицита бора », — сказал Макстин.Исследователи из Университета Джорджии и Университета штата Калифорния в Лонг-Бич также внесли свой вклад в это исследование.
Статья «Транспорт бора с помощью аквапорина 1 без кисточки имеет решающее значение для вегетативного и репродуктивного развития кукурузы», была опубликована в The Plant Cell.