Jak rośliny "pamiętają" zmiany w środowisku
Mechanizmy, które umożliwiają roślinom wyczuwanie i "zapamiętywanie" zmian w środowisku, przybliżają naukowcy z University of Birmingham i University of Nottingham w magazynie "Nature Communications".
Dzięki ich pracy mogą powstać nowe odmiany np. zbóż czy warzyw, które łatwiej zaadaptują się do rozmaitych warunków otoczenia.
Zdolności pamięciowe roślin umożliwiają im skoordynowanie rozwoju w odpowiedzi na czynniki stresowe lub zmieniające się pory roku. Np. wiele roślin "pamięta" o przedłużającym się zimowym chłodzie, dlatego kwitnie na wiosnę, kiedy powracają wyższe temperatury.
Unia stawia na rozwój produkcji białka roślinnego
Dzieje się tak m.in. dzięki kompleksowi białek określanych jako PRC2. Kiedy jest zimno, białka te przełączają roślinę w tryb kwitnienia. Niewiele wiadomo jednak o tym, jak PRC2 wykrywa zmiany w środowisku. Nowe badanie, przeprowadzone we współpracy ze specjalistami z uniwersytetów w Oksfordzie i Utrechcie, zapewnia nowe dane na temat funkcji "środowiskowego wyczuwania" przy pomocy PRC2.
Naukowcy dowiedli, że główny składnik kompleksu - białko VRN2 - jest bardzo niestabilny. W wyższych temperaturach i kiedy tlenu jest w bród, białko wciąż się rozpada. Kiedy natomiast warunki stanowią większe wyzwanie, np. kiedy roślina jest zalana i jest mały dostęp tlenu, VRN2 staje się stabilne i zwiększa szanse przetrwania.
Białko akumuluje się także w chłodzie. To umożliwia PRC2 uruchomienie procesu kwitnienia, kiedy temperatury się podniosą. Badacze w poszukiwaniu podłoża tych mechanizmów odkryli zaskakujące podobieństwo między odpowiedzią rośliny na chłód i niski poziom tlenu podczas powodzi.
Błędy w odchwaszczaniu upraw w mijającym sezonie
- Rośliny mają niezwykłą zdolność wyczuwania i zapamiętywania zmian w otoczeniu, co umożliwia im kontrolowanie cyklu życiowego - wyjaśnił główny autor badania dr Daniel Gibbs ze szkoły nauk przyrodniczych University of Birmingham. - VRN2 ustawicznie się rozpada, kiedy nie jest potrzebne, ale akumuluje się we właściwych warunkach. W ten sposób VRN2 bezpośrednio wyczuwa i odpowiada na sygnały z otoczenia, a kompleks PRC2 pozostaje nieaktywny aż do czasu, kiedy jest potrzebny.
Jak dodał Gibbs, możliwe, że ten mechanizm mógłby pomóc w stworzeniu roślin lepiej przystosowanych do różnych scenariuszy środowiskowych, co jest ważne w obliczu zmian klimatu.
- Co ciekawe, zwierzęta także mają kompleks białek PRC2, ale nie posiadają niestabilnej proteiny VRN2. Wydaje się, że ten system wyewoluował specjalnie w roślinach kwitnących - powiedział prof. Michael Holdsworth z University of Nottingham, współautor badania. - Może daje im to więcej elastyczności w adaptacji i odpowiedzi na zmiany w środowisku, co jest ważne z uwagi na to, że są osadzone w gruncie i nie mogą się ruszyć.
- Agrobiznes bez tajemnic. Zamów prenumeratę miesięcznika "Przedsiębiorca Rolny" już dziś
