Výskumníci používajú synchrotrónové svetlo na doslova odlupovanie bunkových stien cibule, aby pomohli rastlinám lepšie odolávať stresu spôsobenému klimatickými zmenami a chorobami.
„Vieme, že na prériách bolo veľké sucho a živobytie ľudí je v ohrození,“ povedala Ariana Forandová, študentka magisterského štúdia na Vysokej škole poľnohospodárstva a biologických zdrojov na University of Saskatchewan (USA). "Bolo by úžasné nájsť úpravy, ktoré by rastlinám umožnili odolávať viacerým stresom."
Forand viedol projekt, ktorý skúmal, ako vápnik a bór zohrávajú prospešnú úlohu pri posilňovaní bunkových stien rastlín, pomáhajú znižovať dehydratáciu, ktorá prichádza s mrazom a suchom, a zvyšujú odolnosť voči patogény.
Ako sa ukázalo, ideálnou rastlinou na testovanie teórie bola cibuľa.
Tím analyzoval vzorky cibule a zozbieral údaje v Advanced Photon Source (APS) v Illinois vďaka partnerstvu zariadenia s Canadian Light Source (CLS) na University of Saskatchewan.
"Tento projekt skutočne stavia na práci predchádzajúceho študenta magisterského štúdia v USA, Jun Liu, ktorý robil prácu s mrazivým stresom," povedal Forand, "a vieme, že v suchu aj chlade rastliny strácajú vodu podobným spôsobom."
Cibuľa je dobré rastliny, „pretože môžete ľahko odlúpnuť jednu vrstvu buniek a vidieť zmeny v bunkovej stene“, čo je kľúčová štruktúra rastliny na ochranu pred stresmi rôzneho druhu.
Jedinečnou črtou tohto výskumu, ktorého výsledky boli publikované v časopise Plants, spočívalo v tom, že skúmal viacero stresov naraz – dehydratáciu waleskej cibule a cibule na varenie a rezistenciu voči patogénom u Arabidopsis, malej kvitnúcej buriny pochádzajúcej z Afriky.
Po pridaní vápnika zmiešaného s vodou do cibule pestovanej v skleníku Forand použil synchrotrónovú röntgenovú mikroskopiu, aby potvrdil nielen to, že rastliny vápnik prijali, ale aj to, že sa nachádza v bunkovej stene.
Ďalšie testovanie v suchých podmienkach ukázalo zníženie straty vody v ošetrených rastlinách. Podobne je známe, že bór sa viaže s pektínom v bunkových stenách Arabidopsis, čím posilňuje jeho odolnosť voči zavedeným chorobám.
"Hľadali sme spôsoby, ako štrukturálne posilniť bunkové steny," povedal Forand. Potvrdenie, že vápnik a bór znižujú vplyv straty vlhkosti a chorôb, otvára dvere k hľadaniu podobného účinku u iných rastlín.
Dr. Karen Tanino, profesorka rastlinných vied v USA a Forandova supervízorka, povedala, že v každom danom roku „jeden stres môže prevládať viac ako druhý – jednoducho nemôžete predpovedať, čo to bude. Tento výskum predstavuje šancu na ochranu rastlín pred výkyvmi stresu z roka na rok.“
Forand aj Tanino veria, že rozšírenie ich výskumu predstavuje príležitosti na posilnenie odolnosti voči strate vlhkosti a chorobám v poľných plodinách aj v záhradníckom priemysle.
Pre viac informácií:
Viktória Schrammová
Kanadský svetelný zdroj
Telefón: + 1 306-657-3516
Email victoria.schramm@lightsource.ca