محصولات کشاورزی اغلب با شرایط سخت محیطی روبرو هستند. به جای استفاده از انرژی برای رشد، عواملی مانند بیماری، دمای شدید و خاک های شور، گیاهان را مجبور می کنند تا از انرژی برای پاسخ به تنش ناشی از آن استفاده کنند. این پدیده "معادل بین پاسخ به رشد و استرس" نامیده می شود.
تیمی از محققان دانشگاه ناگویا مسیری را کشف کردهاند که قبلاً ناشناخته بود برای تنظیم اینکه آیا گیاه از منابع خود برای رشد استفاده میکند یا برای مقابله با استرس. پورتال Phys.org. این کشف می تواند امکان کنترل پاسخ استرس در شرایط کشاورزی را فراهم کند و عملکرد آنها را افزایش دهد. دانشمندان نتایج خود را در این مجله منتشر کردند علم.
تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور یوشیکاتسو ماتسوبایاشی و استادیار ماری اونیشی از دانشکده تحصیلات تکمیلی علوم زیستی دانشگاه ناگویا در ژاپن، نقش هورمون ها و گیرنده های آنها را در پاسخ گیاه به استرس مورد مطالعه قرار دادند.
آنها بر روی سه گیرنده متمرکز شدند که هورمون مربوطه هنوز برای آنها شناسایی نشده بود. آنها با استفاده از Arabidopsis thaliana، یک گیاه گلدار کوچک، خانواده PSY را کشف کردند که به عنوان یک هورمون عمل می کند، به این گیرنده ها متصل می شود و پاسخ استرس را به رشد تغییر می دهد و بالعکس.
به طور معمول، گیرنده ها و هورمون ها به عنوان قفل و کلید عمل می کنند و هورمون (در این مورد، پپتید PSY) به عنوان کلید مورد نیاز برای شروع فرآیند بیولوژیکی عمل می کند. با این حال، در این مطالعه، سلولهای گیاهی که PSY تولید نکردند، واکنش استرس فعال داشتند. بنابراین، این نشان می دهد که به جای فعال کردن پاسخ استرس، وجود یک "کلید" PSY در "قفل" گیرنده آن را خاموش نگه می دارد.
برای آزمایش ماهیت پاسخ های استرس، محققان گیاهان را در شرایط بسیار استرس زا با استفاده از گرما، نمک پرورش دادند و آنها را با باکتری ها آلوده کردند. گیاهانی که یا کمبود گیرندههای PSY داشتند یا دائماً هورمون PSY را دریافت میکردند نتوانستند به اندازه کافی به استرس پاسخ دهند و در نتیجه بقای آنها کاهش یافت. دانشمندان به این نتیجه رسیدند که گیاهان تحت استرس تولید PSY را متوقف می کنند، که عدم وجود آن باعث پاسخ های استرس می شود.
برای توضیح این پدیده، محققان مکانیزمی را پیشنهاد کردند که به موجب آن سلول های آسیب دیده غلظت هورمون های PSY را در لایه های سلولی مجاور نواحی آسیب دیده کاهش می دهند. این فقدان PSY پاسخ استرس را تحریک می کند. نکته مهم، این ممکن است توضیح دهد که چرا حتی گیاهان آسیب دیده می توانند پیام ارسال کنند.
سلول گیاهی آسیب دیده به جای استفاده از منابع محدود خود برای ایجاد یک سیگنال جدید، میتواند ترشح هورمون PSY را متوقف کند و پاسخ استرس را فعال کند. چنین مکانیزمی تعادل مقاومت در برابر تنش را با هزینه های انرژی مرتبط ممکن می سازد. در نتیجه، حتی تحت استرسزاترین شرایط محیطی، گیاهان همچنان میتوانند با مدیریت منابع محدود خود رشد کنند.
بیشتر مکانیسم های موجود در آرابیدوپسیس در گیاهان دیگر نیز یافت می شود. بنابراین، این نتایج برای همه فرهنگ ها قابل اجرا است.