Реакция на засуху и наводнение

Вода играет важную роль в жизненном цикле растений. Однако недостаток или избыток воды может быть вредным и представлять серьезную угрозу для растений.

В нормальных условиях вода, поглощаемая растением, испаряется с листьев и других частей в процессе, называемом транспирацией. Во время стресса засухи количество воды, испаряемой за счет транспирации, намного превышает количество воды, поглощаемой почвой, что приводит к увяданию растений. Общая реакция растений на стресс, вызванный засухой, – это синтез гормона абсцизовой кислоты, которая удерживает устьица закрытыми и снижает транспирацию. Кроме того, растения могут реагировать на крайнюю нехватку воды опаданием листьев. Однако этот метод снижает фотосинтез и, следовательно, препятствует росту растений.

Микробы смягчают стресс растений от засухи

Стресс из-за засухи ограничивает рост и продуктивность растений в засушливых и полузасушливых регионах. Однако некоторые микробы, присутствующие поблизости от растений, могут испускать физические и химические сигналы, которые вызывают изменения, связанные с защитой растений в условиях засухи. Например, почвенная бактерия Paenibacillus polymyx , как сообщается, вызывает у Arabidopsis засухоустойчивость. Наиболее значительный эффект этой бактерии наблюдался при росте бобовых культур в условиях водного стресса. Бобовые растения зависят от почвенных ризобий для фиксации азота, но ризобии чрезвычайно чувствительны к стрессу засухи, что приводит к очень низкой фиксации азота. Однако почва, смешанная с P. polymyx привел к усилению азотфиксации ризобиями и ускорению роста бобовых растений.

Избыток воды так же губителен для растений, как и недостаток воды. Слишком много воды может задушить растения из-за сокращения воздушных пространств в почве, тем самым ограничивая кислород, необходимый для клеточного дыхания. Некоторые виды древесных растений реагируют на паводки развитием гипертрофического роста, который проявляется в виде набухания тканей у основания стебля. Этот гипертрофический рост может способствовать нисходящей диффузии кислорода, а также потенциальному выбросу токсичных соединений (углекислого газа, метана и этанола), образующихся в результате анаэробного метаболизма. Другие адаптивные реакции на стресс от наводнения включают образование придаточных корней, увеличение пористости корней за счет специализированных клеток, называемых клетками аэренхимы, и замкнутого экзодермы для предотвращения потери кислорода.