A vizsgálat eredményeit a Plant Journal folyóiratban publikálták, a felfedezések mérföldkövet jelenthetnek növekedésszabályozás és a klímaváltozással szembeni ellenállóképesség növelése szempontjából is.
Sok növényfaj fejlesztett ki olyan védekezési mechanizmusokat, amelyek segítik a magasabb hőmérséklet elviselését is. Az állatokkal ellentétben számos növény alkalmazkodni tud, át tudja alakítani testfelépítését, így reagálva a melegre és más környezeti tényezőkre – magyarázta Martijn van Zanten kutató. Az állatok másképp viselkednek. Egyszerűen fogalmazva, ha egy jegesmedvét kiteszünk a sivatagban, akkor az pont úgy fog kinézni, mint egy vastag bundájú jegesmedve.
Számos növényfaj képes módosítani a szárának és levelének is az alakját, hogy jobban ellenálljon a magas hőmérsékletnek. Ez igaz az Arabidopsis thaliana (lúdfű) esetében is, amely sok növénybiológus a kedvenc „modell” növénye. Hideg körülmények között ezek a növények tömörek, leveleik a talaj közelében vannak. Amikor a hőmérséklet emelkedik, a növény felépítése nyitottabb lesz, a levelek egyenesebbé válnak így jelentősen csökken a leveleket érő közvetlen napsugárzás. A levélszár megnyúlik, így a levelek között jobb a légmozgás, ami eloszlatja a hőt. A növénytermesztés és a vágott virágok termesztése során ez a fajta „megnyúlás” azonban gyakran nem kívánatos. A termesztők kontrollálni akarják ezeket a változásokat, mivel a megnyúlás ronthatja a termék minőségét. Ugyanakkor fontos az alkalmazkodás annak érdekében, hogy a növények jobban ellenálljanak a klímaváltozás nyomán emelkedő hőmérsékleteknek, erre a hosszú távú termelés fenntartásához van szükség fejtette ki Van Zanten.
Sok termesztett növény a termesztésbe vonás és a nemesítési folyamatok során elvesztette azt a képességét, hogy jól reagáljon a magasabb hőmérsékletre, mivel a nemesítők más tulajdonságokra összpontosítottak. Van Zanten szerint azonban egyre nagyobb szükség van a növények klímaváltozással szembeni ellenállóságának növelésére. Ehhez meg kell ismerni, hogy a növények hogyan képesek megbirkózni a magasabb hőmérséklettel.
A Van Zanten által vezetett kutatócsoport rávilágított arra, hogy azok a lúdfű példányok, amelyek már nem alkalmazkodnak a hőmérséklethez bizonyos vegyi anyagok hatására visszanyerhetik ezt a képességüket. A csapat nagyszámú, a hőmérséklethez már nem alkalmazkodó lúdfű mutánsból álló vizsgálati anyagot tesztelt, és találtak egy molekulát, amely „bekapcsolhatja” a fiatal növények magas hőmérséklethez való alkalmazkodását, már alacsony hőmérsékleten is.
Az azonosított fehérje csoport csak a káposztafélékben és a rokon fajokban fordul elő, ideértve az Arabidopsis thaliana-t is. Egy növénynemesítő céggel közösen a biológusok felfedezték, hogy a káposztafélék valóban reagálnak a hőmérséklet emelkedésére. Azt is megállapították, hogy a nitrilázok szükségesek a magas hőmérséklethez való alkalmazkodáshoz, valószínűleg azért, mert serkenti a jól ismert növekedési hormon, az auxin termelését.
Az eredeti publikáció: The chemical compound ‘Heatin’ stimulates hypocotyl elongation and interferes with the Arabidopsis NIT1-subfamily of nitrilases
The Plant Journal, May 2021. DOI: 10.1111/tpj.15250 Lennard van der Woude*, Markus Piotrowski, Gruson Klaasse, Judith K. Paulus, Daniel Krahn, Sabrina Ninck5, Farnusch Kaschani, Markus Kaiser, Ondřej Novák, Karin Ljung, Suzanne Bulder, Marcel van Verk*, Basten L. Snoek, Martijn Fiers, Nathaniel I. Martin*, Renier A. L. van der Hoorn, Stéphanie Robert, Sjef Smeekens* & Martijn van Zanten.
