Селскостопанските култури често са изправени пред сурови условия на околната среда. Вместо да използват енергия за растеж, фактори като болести, екстремни температури и солени почви принуждават растенията да я използват, за да отговорят на произтичащия от това стрес. Това явление се нарича "компромис между реакцията на растежа и стреса".
Екип от изследователи от университета в Нагоя откри неизвестен досега път за регулиране дали растението използва ресурсите си за растеж или за справяне със стреса. Портал Phys.org. Това откритие може да позволи контрол на реакцията на стрес в селскостопански условия, увеличавайки добива им. Учените публикуваха резултатите си в списанието наука.
Изследователският екип, ръководен от професор Yoshikatsu Matsubayashi и доцент Mari Ohnishi от университета Nagoya Graduate School of Life Sciences в Япония, проучи ролята на хормоните и техните рецептори в реакциите на растенията към стрес.
Те се фокусираха върху три рецептора, за които съответният хормон все още не беше идентифициран. Използвайки Arabidopsis thaliana, малко цъфтящо растение, те откриха семейството на PSY, което функционира като хормон, свързвайки се с тези рецептори и превключвайки реакцията на стрес към растеж и обратно.
Обикновено рецепторите и хормоните функционират като ключалки и ключове, като хормонът (в този случай пептидът PSY) действа като ключ, необходим за стартиране на биологичния процес. Въпреки това, в това проучване растителните клетки, които не произвеждат PSY, въпреки това са имали активна реакция на стрес. Следователно, това предполага, че вместо да активира реакцията на стрес, наличието на PSY „ключ“ в рецепторната „ключалка“ я държи изключена.
За да тестват природата на реакциите на стрес, изследователите отглеждат растения при изключително стресови условия, използвайки топлина, сол и ги заразяват с бактерии. Растенията, които са били или с дефицит на PSY рецептори, или постоянно получавали PSY хормона, не са успели да реагират адекватно на стреса, което е довело до намалено оцеляване. Учените заключават, че стресираните растения спират да произвеждат PSY, чиято липса предизвиква стресови реакции.
За да обяснят този феномен, изследователите предложиха механизъм, чрез който увредените клетки намаляват концентрацията на PSY хормони в клетъчните слоеве, съседни на увредените области. Тази липса на PSY задейства реакцията на стрес. Важно е, че това може да обясни защо дори повредени растения могат да изпращат съобщения.
Вместо да използва ограничените си ресурси, за да създаде нов сигнал, увредената растителна клетка може вместо това да спре освобождаването на хормона PSY, активирайки реакцията на стрес. Такъв механизъм би позволил да се балансира устойчивостта на стрес със свързаните енергийни разходи. В резултат на това, дори при най-стресиращите условия на околната среда, растенията все още могат да растат, като управляват своите ограничени ресурси.
Повечето от механизмите, открити в Arabidopsis, се срещат и в други растения. Следователно тези резултати са приложими за всички култури.