Preučevanje reakcij rastlin na okoljske stresorje ključ do trajnostnega kmetijstva

Skupina raziskovalcev na Švedskem je pridobila nov vpogled v molekularne mehanizme, povezane z reakcijami rastlin na okoljske stresorje, kot so dotik, obrezovanje ali okužbo.

Znanstveniki so raziskali notranje delovanje takšnih reakcij in posledično vedenje rastline ter odkrili nove ključne genetske dejavnike, ki bi lahko vplivali na pridelek.

Ekipa univerze v Lundu je ponovila, da se rastline odzivajo na mehanske dražljaje, da bi se bolje spopadle s specifičnimi okoljskimi grožnjami.

O študija objavljeno v Science Advances je to pojasnilo ​,war"mehanska stimulacija sproži hitre spremembe genske ekspresije in vpliva na videz rastlin (tigmomorfogeneza) in cvetenje.

Tigmomorfogeneza nastane s ponavljajočo se stimulacijo in vključuje pomembne spremembe v morfologiji rastlin, kot so pritlikavost, jedrost, spremenjene mehanske lastnosti stebla, zapoznelo cvetenje, izboljšana trdnost korenin in zmanjšana odprtina stomata.

Takšne spremembe ponavadi izboljšajo sposobnost rastlin, da se uprejo močnim vetrom in izboljšajo njihov odziv na okužbo. Poleg tega lahko te spremembe okrepijo odpornost na mraz, slanost ali sušo.

Nove raziskave in nekaj drugih študij, ki raziskujejo podobne reakcije rastlin, prispevajo k vse večjemu poznavanju mehanizmov, za katere znanstveniki menijo, da bi lahko bili ključni za izboljšanje kmetijskih tehnik.

"Mehanostimulacija je pridobivala pozornost kot potencialna metoda za trajnostne kmetijske prakse za izboljšanje prehranske varnosti," so zapisali raziskovalci.

"Je pa odziv rastlin na mehansko stimulacijo zelo kompleksen, saj je odvisen od intenzivnosti mehanske obremenitve in pogostosti izpostavljenosti,« so dodali. ​,war"Razumevanje molekularnega mehanizma mehanske percepcije rastlin in tigmomorfogeneze je nujno za uporabo te metode za obsežno kmetijstvo.

Prejšnje raziskave so odkrile molekularne mehanizme, povezane z rastlinsko mehanopercepcijo. Druge študije so opazile pomembno razmerje med jasmonsko kislino in signalizacijo na dotik.

"Kljub dolgoletnim raziskavam o tem, kako so transkripcijski odzivi na mehansko stimulacijo v rastlinah nadzorovani, je bilo identificiranih in dosledno potrjenih le nekaj regulatorjev,« so zapisali raziskovalci.

"Tukaj smo uporabili povratno genetiko za nadaljnjo karakterizacijo molekularnih mehanizmov, na katerih temelji signalizacija dotika,« so dodali.

Na primer, Olivier Van Aken, biolog z univerze Lund, je za revijo ScienceAlert povedal: ​,war"Rastlino thale krešo smo izpostavili mehkemu krtačenju, po katerem se je aktiviralo na tisoče genov in sproščali stresni hormoni. Nato smo z genetskim pregledom našli gene, ki so bili odgovorni za ta proces."

Kot je povedal njegov kolega Essam Darwish, rezultati študije ​,war"rešiti znanstveno skrivnost, ki se je 30 let izmikala svetovnim molekularnim biologom."

"Identificirali smo popolnoma novo signalno pot, ki nadzoruje odziv rastline na fizični stik in dotik,« je dodal. ​,war"Zdaj se iskanje novih poti nadaljuje."

Raziskovalci verjamejo, da bi boljše razumevanje teh mehanizmov lahko prineslo nove priložnosti za svetovno kmetijstvo sprememba podnebja in konflikti, ki ogrožajo prehransko varnost v mnogih regijah.

"Glede na ekstremno vreme pogojev in okužb s patogeni, do katerih vodijo podnebne spremembe, je izjemnega pomena najti nove ekološko odgovorne načine za izboljšanje produktivnosti in odpornosti pridelkov,« je zaključil Van Aken.

• Znanost Predplačila
• Znanostno opozorilo