Back to top

Az "extrém" növények gyorsabban nőnek a stressz alatt

Ha a környezetük túl száraz, sós vagy hideg, a legtöbb növény takarékoskodni kezd az erőforrásokkal. Kevesebb levelet és gyökeret növesztenek, és víz megtartása végett bezárják pórusaikat. Ha a körülmények nem javulnak, végül elpusztulnak.

Néhány növény, az úgynevezett extremofilek azonban úgy fejlődtek ki, hogy képesek legyenek megbirkózni a zord környezetekkel.

A Schrenkiella parvula, a keresztesvirágúak közé tartozó, szikár, elágazó növény nem csak hogy túlél olyan körülmények között, amelyek a legtöbb növényt megölnék, de még virágzik is bennük. A törökországi Tuz-tó partján nő, ahol a víz sókoncentrációja akár hatszor magasabb is lehet, mint az óceáné.

A törökországi Tuz-tó sótartalmát kevés élőlény képes elviselni
A törökországi Tuz-tó sótartalmát kevés élőlény képes elviselni
Fotó: Pixabay
A Nature Plants című szaklapban nemrégiben megjelent tanulmányukban a Stanford Egyetem kutatói megállapították, hogy a Schrenkiella parvula valójában gyorsabban növekszik ilyen stresszes körülmények között - írja a Phys.org.

"A legtöbb növény stresszhormont termel, amely stop táblaként állítja le a növekedést" - mondta José Dinneny, a Stanford biológus professzora, a tanulmány vezető szerzője. "De ebben az extremofil növényben ez egy zöld lámpa. A növény erre a stresszhormonra válaszul felgyorsítja a növekedését".

Dinneny és kollégái azért tanulmányozzák a Schrenkiella parvulát, hogy jobban megértsék, hogyan birkóznak meg egyes növények a kedvezőtlen körülményekkel. Eredményeik segíthetnek a tudósoknak olyan növények tervezésében, amelyek képesek a rosszabb minőségű talajokban is növekedni és alkalmazkodni az éghajlatváltozás okozta stresszhatásokhoz.

"Az éghajlatváltozás miatt nem várhatjuk azt, hogy a környezet változatlan maradjon" - mondta Ying Sun, a Salk Intézet posztdoktori kutatója, aki a Stanfordon doktorált, és a tanulmány egyik vezető szerzője. "A növényeinknek alkalmazkodniuk kell a gyorsan változó körülményekhez.

Ha megértjük azokat a mechanizmusokat, amelyekkel a növények elviselik a stresszt, akkor segíthetünk nekik abban, hogy hatékonyabban és gyorsabban reagáljanak rá."

Váratlan válasz

Schrenkiella parvula
Schrenkiella parvula
Fotó: José Dinneny
A Schrenkiella parvula a Brassicaceae (káposztafélék) család tagja, amelybe a káposztafélék, a brokkoli, a fehérrépa és más fontos élelmiszernövények tartoznak. Azokon a területeken, ahol az éghajlatváltozás várhatóan növelni fogja az aszályok időtartamát és intenzitását, különösen fontos lenne, ha ezek a növények képesek lennének átvészelni, sőt virágozni az ilyen száraz időszakokban.

Amikor a növények környezete túl száraz, sós vagy hideg lesz - mely körülmények mind vízzel kapcsolatos stresszt okoznak -, egy abszcizinsav (ABA) nevű hormont termelnek. Ez a hormon aktivál bizonyos géneket, lényegében megmondja a növénynek, hogyan reagáljon.

A kutatók megvizsgálták, hogy a Brassicaceae család több tagja, köztük a Schrenkiella parvula hogyan reagál az ABA-ra. Míg a többi növény növekedése lelassult vagy leállt, a Schrenkiella parvula gyökerei jelentősen gyorsabban nőttek.

A Schrenkiella parvula közeli rokonságban áll a vizsgálatban szereplő többi növénnyel, és nagyon hasonló méretű genommal rendelkezik, de az ABA a genetikai kódjának különböző szakaszait aktiválja, így teljesen másként viselkedik.

"A hálózatnak ez az újrakábelezése legalábbis részben megmagyarázza, hogy miért kapjuk ezeket a különböző növekedési válaszokat a stressztűrő fajoknál" - mondta Dinneny.

A jövő növényeinek megtervezése

A Schrenkiella parvula stressztűrésének titkát például a repcébe átültetve a degradált földeket is hasznosítani lehetne
A Schrenkiella parvula stressztűrésének titkát például a repcébe átültetve a degradált földeket is hasznosítani lehetne
Ennek a stresszre adott válasznak a megértése - és annak megismerése, hogy hogyan lehet ezt más fajoknál is megtervezni - nem csak az élelmiszernövényeken segíthet, mondta Dinneny. A Schrenkiella parvula több olyan olajnövény fajjal is rokonságban áll, amelyek potenciálisan alkalmasak arra, hogy fenntartható üzemanyagforrásként vagy más bioüzemanyagként használják őket. Ha ezeket a növényeket sikerülne úgy alakítani, hogy szélsőségesebb környezeti körülmények között is megteremjenek, akkor még több területen vethetnék őket.

"Olyan földeken szeretnénk bioenergia-növényeket termeszteni, amelyek nem alkalmasak élelmiszer-termesztésre - mondjuk egy olyan mezőgazdasági területen, amelynek a talaja leromlott, vagy ahol a nem megfelelő öntözés miatt megnőtt a sótartalom"

- mondta Dinneny. "Ezek a területek mezőgazdasági szempontból kevésbé értékesek, és egyébként felhagynának rajtuk a termesztéssel."

Dinneny és kollégái tovább vizsgálják a stresszorokra adott válaszok hálózatát, amelyek segíthetnek a növényeknek a szélsőséges körülmények közötti túlélésben. Most, hogy már van elképzelésük arról, hogyan tartja fenn a Schrenkiella parvula a növekedését a korlátozott víz és a magas sótartalom mellett, megpróbálják a rokon növényeket úgy alakítani, hogy ugyanerre legyenek képesek az ABA által aktivált gének módosításával.

"Megpróbáljuk megérteni, hogy mi a titkos összetevője ezeknek a növényfajoknak - mi teszi lehetővé, hogy ezekben az egyedi környezetekben növekedjenek, és hogyan használhatjuk ezt a tudást arra, hogy a haszonnövényeinkben specifikus tulajdonságokat alakítsunk ki" - mondta Dinneny.

Forrás: 
phys.org

Népszerű agrárszaklapok

Ezeket olvasta már?

Először alkottak tudósok "szintetikus embriót"

Az izraeli Weizmann Kutatóintézet munkatársai azt találták, hogy egérőssejteket "rá lehet venni" arra, hogy embriószerű struktúrává szerveződjenek, melyben bélszakasz, agykezdemények és dobogó szív található - írta a The Guardian online kiadása a Cell tudományos lapban megjelent tanulmány alapján.

A húsalternatívák jót tesznek a környezetnek, miközben munkahelyeket veszélyeztetnek

A marhahús növényi alapú alternatívái hozzájárulhatnak a szén-dioxid-kibocsátás csökkentéséhez, de népszerűségük növekedése befolyással van a mezőgazdasági munkaerőforrásokra, és az Egyesült Államokban több mint 1,5 millió munkahelyet fenyegethet az ágazatban - derül ki egy új gazdasági modellekből.

Új színes narancsfajta

A citrus tristeza virus (CTV) megjelenése nagyon súlyosan érintette a citrusfélék termesztését Szicíliában. Nincs olyan régió, ahol ne fertőzött volna meg szinte teljes ültetvényeket a kórokozó, a gazdák bevételei meredeken zuhannak.

Hatezer éve is népszerű volt a dinnye, de nem a húsát fogyasztották

A legrégibb dokumentált dinnyeféle magjai 6000 évesek, és egy neolitikum kori ásatásról kerültek elő Líbiában. Susanne S. Renner, a Washingtoni Egyetem biológusa különös dolgokat tárt fel ezekkel a magokkal kapcsolatban, amiről a Molecular Biology and Ecolution című lapban számolt be.

400 éves élesztőgomba maradványból feltámasztott ecuadori sör

Egy régi tölgyfahordóban Javier Carvajal ecuadori biomérnök megtalálta szerencsehozó gombáját: egy 400 éves élesztőgombát, amelyet azóta sikerült feltámasztania és felhasználnia a vélhetően Latin-Amerika legrégebbi sörének reprodukálására.

Kimagasló termőképességű hibridek a Bábolnai Gazdanapokon

Négy legújabb kukorica-hibridjét mutatja be a Limagrain a Bábolnai Gazdanapok szántóföldi kísérletében szeptember 8-10-én. A vetőmagok genetikai tulajdonságaiknak és a professzionális nemesítési munkának köszönhetően kiemelkedő termőképességet és nagyfokú termésbiztonságot ígérnek.

Mikrobaközösségek rombolása a mezőgazdaságban - A peszticidek nem-szándékolt hatása a méhészetben

Az úgynevezett nem-antimikrobás, azaz nem a mikroorganizmusok ellen alkalmazott növényvédő szerek eddig rejtett baktérium- és/vagy gombaölő hatásával egyre többet foglalkozik a tudomány.

Pontosan méri a gyümölcsök és zöldségek vitaminszintjét egy eszköz

A gyümölcsökben és zöldségekben lévő vitaminok számának valós idejű mérése a terepen hamarosan valósággá válik, köszönhetően egy olcsó, könnyen használható bioszenzornak, amelyet német, belga és holland tudósok fejlesztettek ki.

A jövőben többször várható egyszerre aszály és hőség

A klímaváltozás hatására egyre gyakrabban várható egyszerre hőség és szárazság, ha nem mérsékeljük a globális kibocsátásokat. Ez azt jelenti, hogy a világ népességének 93-95 százaléka a jelenlegi száraz és forró események számának több mint kétszeresét fogja tapasztalni a 21. század végére - hívja fel a figyelmet Kis Anna meteorológus, az ELTE tudományos munkatársa.

Ivóvízhiány fenyeget Horvátország déli részén

Horvátország déli részén ivóvízhiány alakulhat ki, mivel ez karsztos terület, és édesvíz-ellátottsága jobban függ a helyi csapadékmennyiségtől - figyelmeztetett a horvát hidrometeorológiai intézet (DHMZ), amiről a Vecernji List című horvát napilap számolt be szerdán.