Листья растений для предотвращения потери влаги запечатаны воздухонепроницаемым слоем воска.

Растения дышат через маленькие поры — устьица — на поверхностях листьев. Через эти устьица ежегодно проходит более 40% CO2, содержащегося в атмосфере, а влаги — вдвое больше, чем в атмосфере. Как ключевые трубопроводы для CO2 и испарения воды, устьица важны и для нашего климата, и для эффективности растений. А потому неудивительно, что общее количество и распределение устьиц строго отрегулировано растениями для оптимизации фотосинтеза и минимизации потери воды.

Механизмы подобного регулирования остаются неуловимыми. Новое исследование, проведенное Zhiyong Wang, Tae-Wuk Kim и Домиником Бергманом показало, что определенные стероидные гормоны растений под названием брассиностероиды, играют важную роль в регулировании количества устьиц в листьях. Результаты опубликованы в издании Nature . Брассиностероиды содержатся в каждом растении и регулируют множество аспектов роста и развития, включая блокирование фотосинтетических генов, когда мало света для фотосинтеза. Растения-мутанты, у которых наблюдается недостаток брассиностероидов, демонстрируют сразу ряд сбойных функций, включая сниженное прорастание семян, активацию вызванных светом генов и роста в темноте, дварфизм и, наконец, бесплодие.

Ученые намеревались определить роль брассиностероидов в стоматальном развитии. Выяснилось, что у мутировавших растений наблюдаются чрезмерные и неравным образом распределенные устьица. Ученые задались вопросом, какую роль играет этот класс гормонов в процессе развития. Исследователи установили, что один из белков под названием BIN2, подобный человеческому белку, участвует в полностью отдельной тропе, регулирующей развитие устьиц. Этот белок обладает запрещающим эффектом в системе, регулирующей развитие стомы. Второй белок под названием YODA также имеет человеческого двойника. В отсутствии брассиностероидов BIN2 блокирует YODA, который позволяет формировать устьица. Когда же брассиностероидов достаточно, BIN2 блокируется, и это позволяет YODA блокировать развитие стомы.

«Наше исследование поддерживает роль брассиностероидов как основного регулятора, координирующего физиологию и основные аспекты развития растений», заключили исследователи.