A kutatók szinkrotronfény segítségével szó szerint hámozzák vissza a hagyma sejtfalait, hogy segítsenek a növényeknek jobban ellenállni az éghajlatváltozás és a betegségek okozta terheléseknek.
„Tudjuk, hogy a prérin nagy szárazság uralkodott, és az emberek megélhetése veszélyben van” – mondta Ariana Forand, a Saskatchewani Egyetem (USask) Mezőgazdasági és Bioerőforrások Főiskolájának mesterszakos hallgatója. "Bámulatos lenne olyan módosításokat találni, amelyek lehetővé tennék a növények számára, hogy ellenálljanak a többszörös stressznek."
Forand egy olyan projektet vezetett, amely azt vizsgálta, hogy a kalcium és a bór miként játszik jótékony szerepet a növényi sejtfalak erősítésében, segít csökkenteni a fagyással és szárazsággal járó kiszáradást, és növeli az ellenálló képességet kórokozók.
Mint kiderült, a hagyma volt a tökéletes növény az elmélet tesztelésére.
A csapat hagymamintákat elemzett és adatokat gyűjtött az illinoisi Advanced Photon Source (APS)-nél, köszönhetően a létesítménynek a Saskatchewani Egyetemen működő Canadian Light Source (CLS) partnerségével.
"Ez a projekt valóban egy korábbi USask mesterszakos hallgató, Jun Liu munkájára épül, aki fagyasztóstressz-munkát végzett" - mondta Forand -, és tudjuk, hogy a növények szárazságban és hidegben is hasonló módon veszítenek vizet.
A hagyma jó növény, „mert könnyen lehámozhat egyetlen sejtréteget, és láthatja a sejtfal változásait” – ez a növényi szerkezet kulcsa a különféle feszültségekkel szembeni védelemben.
Egyedülálló jellemzője ennek a kutatásnak, melynek eredményei az voltak a Plants folyóiratban jelent meg, az volt, hogy egyszerre több stresszt vizsgált – kiszáradást a walesi hagymában és a főzőhagymában, valamint a kórokozókkal szembeni rezisztenciát az Arabidopsisban, egy Afrikában őshonos kis virágzó gyomnövényben.
Miután az üvegházban termesztett hagymához vízzel kevert kalciumot adtunk, Forand szinkrotron röntgenmikroszkópiával megerősítette, hogy nemcsak a növények felvették a kalciumot, hanem a sejtfalban lokalizálódott.
A száraz körülmények között végzett további vizsgálatok a kezelt növények vízveszteségének csökkenését mutatták. Hasonlóképpen ismert, hogy a bór az Arabidopsis sejtfalában lévő pektinhez kötődik, erősítve a behurcolt betegségekkel szembeni ellenálló képességét.
„Módokat kerestünk a sejtfalak szerkezeti megerősítésére” – mondta Forand. Annak megerősítése, hogy a kalcium és a bór csökkenti a nedvességveszteség és a betegségek hatását, megnyitja az ajtót annak érdekében, hogy más növényekben is hasonló hatást keressünk.
Dr. Karen Tanino, az USask növénytudományok professzora és Forand témavezetője azt mondta, hogy egy adott évben „egyik stressz gyakoribb lehet, mint a másik – egyszerűen nem lehet megjósolni, mi lesz az. Ez a kutatás lehetőséget kínál a növények évről évre bekövetkező stresszváltozásai elleni védelmére.”
Mind Forand, mind Tanino úgy gondolja, hogy kutatásaik kiterjesztése lehetőséget kínál a nedvességvesztéssel és a betegségekkel szembeni ellenállás megerősítésére mind a szántóföldi növényekben, mind a kertészeti iparban.
További információért:
Schramm Viktória
Kanadai fényforrás
Tel: + 1 306-657-3516
E-mail: victoria.schramm@lightsource.ca