Биљке се у великој мери издужују и савијају како би обезбедиле приступ сунчевој светлости сваком свом листу. Упркос посматрању овог феномена вековима, научници га не разумеју у потпуности. Научници са Института Салк су открили да су два биљна фактора – протеин ПИФ7 и ауксин хормона раста – покретачи који убрзавају раст када се биљке држе у сенци и истовремено изложене високим температурама, извештавају. званичном сајту института.
Налази, објављени у часопису Натуре Цоммуницатионс 29. августа 2022. године, помоћи ће научницима да предвиде како ће биљке реаговати на климатске промене и побољшати приносе усјева упркос глобалном загревању које штети усевима.
„Тренутно узгајамо усеве на одређеној густини, али наши резултати сугеришу да ће ова густина морати да се смањи да би се оптимизовао раст биљака како се климатске промене мењају“, рекла је виши аутор професор Јоанне Цхори, директор молекуларне и ћелијске биологије на Институту Салк. Лабораторија и Хауард, истраживач на Медицинском институту Хјуз. „Разумевање молекуларне основе начина на који биљке реагују на светлост и температуру омогућиће нам да фино подесимо густину садње како бисмо произвели најбоље приносе.
Током клијања, саднице брзо издужују своје стабљике како би се прогурале кроз земљу и ухватиле сунчеву светлост што је брже могуће. Нормално, стабљика успорава свој раст након излагања сунчевој светлости. Али стабљика може брзо поново да се издужи ако се биљка такмичи са околним биљкама за сунчеву светлост или, као одговор на пораст температуре, повећа растојање између вруће земље и листова биљке. Иако оба услова околине — сенка и висока температура — стимулишу раст стабљике, они такође смањују принос.
У овој студији, истраживачи су упоредили биљке које расту у сенци и топлим температурама истовремено - услове који опонашају велику густину усева и климатске промене. Научници су користили моделну биљку Арабидопсис тхалиана, као и парадајз и блиског рођака дувана, јер их је занимало да ли су све три биљне врсте подједнако погођене овим условима животне средине.
У све три врсте, тим је открио да су биљке изузетно високе када су истовремено покушавале да избегну сенку коју стварају суседне биљке и биле изложене вишим температурама. На молекуларном нивоу, истраживачи су открили да је фактор транскрипције ПИФ7, протеин који помаже у укључивању и искључивању гена, допринео бржем расту. Такође су открили да се нивои ауксина, хормона раста, повећавају када усеви открију суседне биљке, промовишући раст као одговор на истовремене више температуре. Овај синергистички пут ПИФ7-ауксина омогућио је биљкама да одговоре на своје окружење и прилагоде се у потрази за најбољим условима за раст.
Сродни фактор транскрипције, ПИФ4, такође је стимулисао издуживање стабљике на високим температурама. Међутим, уз комбинацију хладовине и повишених температура, овај фактор више није играо важну улогу.
„Били смо изненађени када смо открили да ПИФ4 не игра важну улогу јер су претходне студије показале важност овог фактора у сродним ситуацијама раста“, каже први аутор студије Иогев Бурко, постдокторски сарадник Института Салк и доцент у Организацији за пољопривредна истраживања. на Израелском институту за вулкане. „Чињеница да је ПИФ7 доминантни покретач раста у овој биљци била је право изненађење. Са овим новим сазнањима, надамо се да ћемо фино подесити одговор раста различитих усева како бисмо им помогли да се прилагоде климатским променама.
Истраживачи верују да постоји још један фактор који тек треба да се открије који појачава ефекат ПИФ7 и ауксина. Надају се да ће истражити овај непознати фактор у будућим студијама. Беркова лабораторија ће такође проучавати како се овај пут може оптимизовати у усевима.
„Глобалне температуре расту, тако да су нам потребни усеви за храну који могу да расту у овим новим условима“, каже Чори, кодиректор Иницијативе за коришћење биљака соли и катедре за биологију биљака Ховард Х. и Мариам Р. Невман. „Идентификовали смо кључне факторе који регулишу раст биљака на високим температурама, што ће нам помоћи да узгајамо продуктивније усеве за прехрану будућих генерација.