Растенијата многу се издолжуваат и се наведнуваат за да обезбедат пристап на сончевата светлина до секој од нивните лисја. И покрај набљудувањето на овој феномен со векови, научниците не го разбираат целосно. Сега, научниците од Институтот Салк открија дека два растителни фактори - протеинот PIF7 и хормонот за раст ауксин - се предизвикувачи кои го забрзуваат растот кога растенијата се чуваат во сенка и истовремено се изложени на високи температури. официјална веб-страница на институтот.
Наодите, објавени во списанието Nature Communications на 29 август 2022 година, ќе им помогнат на научниците да предвидат како растенијата ќе реагираат на климатските промени и ќе ги подобрат приносите на културите и покрај тоа што глобалното затоплување ги оштетува посевите.
„Во моментов одгледуваме култури со одредена густина, но нашите резултати сугерираат дека оваа густина ќе треба да се намали за да се оптимизира растот на растенијата како што се менуваат климата“, рече постар автор професор Џоан Хори, директор на растителната молекуларна и клеточна биологија на Институтот Салк. Лабораторија и Хауард, истражувач во Медицинскиот институт Хјуз. „Разбирањето на молекуларната основа за тоа како растенијата реагираат на светлина и температура ќе ни овозможи фино да ги прилагодиме густините на садење за да произведеме најдобри приноси.
За време на ртење, садниците брзо ги издолжуваат своите стебла за да ја протуркаат почвата и да ја зафатат сончевата светлина што е можно побрзо. Нормално, стеблото го забавува својот раст по изложување на сончева светлина. Но, стеблото може брзо повторно да се издолжи ако растението се натпреварува со околните растенија за сончева светлина или, како одговор на зголемените температури, го зголемува растојанието помеѓу топлата земја и лисјата на растението. Додека и условите на околината - сенката и високата температура - го стимулираат растот на стеблото, тие исто така го намалуваат приносот.
Во оваа студија, истражувачите ги споредија растенијата кои растат во сенка и топли температури истовремено - услови кои имитираат висока густина на културите и климатските промени. Научниците го користеле моделот на растението Arabidopsis thaliana, како и доматот и близок роднина на тутунот, бидејќи биле заинтересирани да видат дали сите три растителни видови се подеднакво погодени од овие услови на животната средина.
Во сите три вида, тимот открил дека растенијата растеле екстремно високи кога истовремено се обидувале да ја избегнат сенката што ја создаваат соседните растенија и биле изложени на повисоки температури. На молекуларно ниво, истражувачите открија дека факторот на транскрипција PIF7, протеин кој помага во вклучувањето и исклучувањето на гените, придонесува за побрз раст. Тие, исто така, откриле дека нивото на ауксин, хормон за раст, се зголемува кога земјоделските култури откриваат соседни растенија, промовирајќи го растот како одговор на истовремени повисоки температури. Оваа синергетска патека на PIF7-ауксин им овозможи на растенијата да одговорат на нивната околина и да се прилагодат во потрага по најдобри услови за раст.
Сродниот фактор на транскрипција, PIF4, исто така, го стимулираше издолжувањето на стеблото на високи температури. Меѓутоа, со комбинација на сенка и покачени температури, овој фактор повеќе не играше важна улога.
„Бевме изненадени кога откривме дека PIF4 не игра важна улога бидејќи претходните студии ја покажаа важноста на овој фактор во поврзаните ситуации на раст“, вели првиот автор на студијата Јогев Бурко, постдокторски соработник на Институтот Салк и доцент во Организацијата за земјоделски истражувања. во Израелскиот институт за вулкани. „Фактот дека PIF7 е доминантен двигател на растот во ова растение беше вистинско изненадување. Со ова ново знаење, се надеваме дека ќе го подобриме одговорот на растот на различните култури за да им помогнеме да се прилагодат на климатските промени“.
Истражувачите веруваат дека допрва треба да се открие уште еден фактор кој го подобрува ефектот на PIF7 и auxin. Тие се надеваат дека ќе го истражат овој непознат фактор во идните студии. Лабораторијата на Берко исто така ќе проучува како оваа патека може да се оптимизира кај земјоделските култури.
„Глобалните температури се зголемуваат, така што ни требаат прехранбени култури кои можат да растат во овие нови услови“, вели Чори, ко-директор на Иницијативата за користење на растенијата Салк и Чаир на Хауард Х. и Мерјам Р. Њуман за растителна биологија. „Идентификувавме клучни фактори кои го регулираат растот на растенијата на високи температури, што ќе ни помогне да одгледуваме попродуктивни култури за да ги нахраниме идните генерации“.