Poljoprivredni usjevi se često suočavaju sa teškim uslovima životne sredine. Umjesto da koriste energiju za rast, faktori kao što su bolesti, ekstremne temperature i slana tla prisiljavaju biljke da je koriste kako bi odgovorile na stres. Ovaj fenomen se naziva "kompromisom odgovora na stres i rast".
Tim istraživača sa Univerziteta Nagoya otkrio je dosad nepoznati put koji reguliše da li biljka koristi svoje resurse da raste ili se nosi sa stresom, izvještavaju Phys.org portal. Ovo otkriće moglo bi omogućiti kontrolu reakcije na stres u poljoprivrednim sredinama, povećavajući njihove prinose. Naučnici su svoje rezultate objavili u časopisu nauka.
Istraživački tim, predvođen profesorom Yoshikatsuom Matsubayashijem i vanrednim profesorom Mari Ohnishi sa Fakulteta nauka Univerziteta Nagoya u Japanu, proučavao je ulogu hormona i njihovih receptora u odgovorima na stres biljaka.
Fokusirali su se na tri receptora za koje odgovarajući hormon još nije bio identificiran. Koristeći Arabidopsis thaliana, malu cvjetnicu, otkrili su familiju PSYs koji funkcioniraju kao hormon, vezujući se za ove receptore i mijenjajući odgovor na stres na rast i obrnuto.
Tipično, receptori i hormoni funkcionišu kao brave i ključevi, pri čemu hormon (u ovom slučaju peptid PSY) djeluje kao ključ potreban za pokretanje biološkog procesa. Međutim, u ovoj studiji, biljne stanice koje nisu proizvodile PSY ipak su imale aktivan odgovor na stres. Stoga, ovo sugerira da umjesto aktiviranja odgovora na stres, prisutnost PSY "ključa" u "bravi" receptora drži ga isključenim.
Kako bi testirali prirodu odgovora na stres, istraživači su uzgajali biljke u ekstremno stresnim uvjetima koristeći toplinu, sol, a također su ih inficirali bakterijama. Biljke koje su imale manjak PSY receptora ili hronično opskrbljene hormonom PSY nisu uspjele adekvatno odgovoriti na stres, što je rezultiralo smanjenim preživljavanjem. Naučnici su zaključili da biljke izložene stresu prestaju da oslobađaju PSY, čiji nedostatak izaziva stresne reakcije.
Da bi objasnili ovaj fenomen, istraživači su predložili mehanizam u kojem oštećene ćelije smanjuju koncentraciju PSY hormona u slojevima ćelija u blizini oštećenih područja. Ovaj nedostatak PSY uzrokuje odgovor na stres. Važno je da ovo može objasniti zašto čak i oštećene biljke mogu slati poruke.
Umjesto da koristi svoje ograničene resurse za stvaranje novog signala, oštećena biljna stanica može umjesto toga zaustaviti oslobađanje PSY hormona, aktivirajući odgovor na stres. Takav mehanizam bi omogućio ravnotežu otpornosti na stres sa pratećim troškovima energije. Kao rezultat toga, čak i pod najstresnijim okolišnim uvjetima, biljke i dalje mogu rasti dok upravljaju svojim ograničenim resursima.
Većina mehanizama pronađenih u Arabidopsisu nalazi se iu drugim biljkama. Stoga su ovi rezultati primjenjivi na sve usjeve.