Научный взгляд: повышение продуктивности лесов за счет улучшения использования фосфора

Неорганический фосфор является важным макроэлементом для роста растений, играя ключевую роль в многочисленных физиологических процессах, таких как развитие корней, ранний рост побегов и контроль качества плодов. Однако низкая концентрация неорганического фосфора, замедленная скорость диффузии и осаждение с катионами в почве приводят к его постоянному дефициту для роста и развития древесных растений.

Группа исследователей из Фуцзяньского университета сельского и лесного хозяйства и Китайской академии лесного хозяйства на основе модельных и культурных растений изучили механизмы поглощения, транспорта и передачи сигналов неорганического фосфора в лесных культурах.

Результаты исследования подчеркивают важность неорганического фосфора для фотосинтеза, дыхания и передачи генетической информации, а также необходимость разработки стратегий по увеличению содержания неорганического фосфора в почве и созданию растений с высокой эффективностью использования фосфора. Полученные результаты могут значительно повысить продуктивность и устойчивость лесов за счет решения проблемы дефицита неорганического фосфора — одного из основных лимитирующих факторов в природных экосистемах.

Исследователи подробно рассмотрели процессы поглощения и транспорта неорганического фосфора, которые происходят в основном через корневую систему. Эти процессы охватывают внутриклеточный транспорт, перенос на большие расстояния, ремобилизацию неорганического фосфора в листьях и транспорт в семенах.

Значительная роль в усилении поглощения неорганического фосфора путем формирования симбиотических отношений с корнями растений принадлежит микоризным грибам. В ходе исследования были показаны молекулярные сигнальные пути, которые активируются в ответ на дефицит неорганического фосфора, что приводит к изменениям в архитектуре корней и другим физиологическим реакциям для оптимизации его поглощения.

Полученные сведения могут послужить руководством для будущих исследований, направленных на создание древесных растений с высоким уровнем эффективности использования фосфора, что повысит продуктивность и устойчивость лесных экосистем.

Изменение продуктивности лесов, болезни и вредители, поражающие лесные культуры, изучают в отделе лесного карантина Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР»). Исследования и разработки, проводимые в отделе, применяют при мониторинге карантинных организмов леса и для сохранения биологического разнообразия.

Источник: Xingyan Fang et al, Phosphorus uptake, transport, and signaling in woody and model plants, Forestry Research (2024). DOI: 10.48130/forres-0024-0014