Взаимодействие фитогормонов и вторичных метаболитов в обеспечении устойчивости сельскохозяйственных растений к засухе: обзор

Засуха снижает продуктивность сельскохозяйственных культур и подрывает глобальную продовольственную безопасность. Она активирует последующие сигнальные пути, главным образом за счёт изменений гомеостаза фитогормонов и сетей передачи сигналов с их участием, что запускает биосинтез вторичных метаболитов. Корни воспринимают засуху, после чего сигнал поступает в надземные ткани и запускает системную передачу сигналов фитогормонов. Системные сигналы, в свою очередь, стимулируют биосинтез вторичных метаболитов и закрытие устьиц, предотвращая потерю воды. Вторичные метаболиты прежде всего нейтрализуют активные формы кислорода (АФК), защищая растения от перекисного окисления липидов, а также выполняют другие защитные функции. Кроме того, летучие вторичные метаболиты, образование которых индуцирует засуха, могут предупреждать ткани растения и запускать реакции, ослабляющие её воздействие. К другим стрессовым реакциям, индуцируемым фитогормонами, относятся утолщение клеточной стенки и кутикулы, изменение морфологии корней и листьев, а также анатомические изменения корней, стеблей и листьев. Эти реакции, в свою очередь, уменьшают окислительный стресс, потерю воды и другие неблагоприятные последствия засухи. Внешнее применение фитогормонов и генетическая модификация путей передачи их сигналов и биосинтеза смягчают последствия засухи. Устойчивость к засухе повышается при прямом изменении генов биосинтеза вторичных метаболитов или косвенно — через регуляцию фитогормонами. Таким образом, фитогормоны и вторичные метаболиты играют ключевую роль в развитии сельскохозяйственных растений в условиях засухи.