Éghajlatváltozásra hangolva – Hormonszabályozott gyökérnövekedés
2020. november 2., hétfő
Számos kutatási projektnek a témája, hogy a növények hogyan alkalmazkodnak az éghajlatváltozáshoz és az egyre nagyobb szárazságstresszhez. A müncheni Műszaki Egyetemen (TUM) Caroline Gutjahr, növénygenetika professzor és csapata a növényi hormonok hatását elemezte a gyökerek növekedésére.
A tápanyagok illetve a talajnedvesség a talaj típusától függően magasabb vagy mélyebb talajrétegekben is előfordulhatnak. Ennek függvényében lehet előnyös a hosszú vagy a rövidebb gyökér.
A gyökerek elengedhetetlenek a víz és a tápanyagok felszívódásához, a talajhoz való kapaszkodáshoz, de a talaj mikroorganizmusaival való kölcsönhatáshoz és a kommunikációhoz is szükségesek. A hosszú gyökér lehetővé teszi hogy szárazság esetén a mélyebb, nedvesebb talajrétegekhez is elérjen a növény. A sekélyebb, sok gyökérszőrrel rendelkező gyökér azonban például a foszfát felvétele során lehet előnyösebb, mivel a foszfát leginkább a talaj felső rétegeiben található meg.
Caroline Gutjahr, a weihenstephani TUM Egyetem növénygenetikai professzora és csapata a hormonok esetében új kommunikációs csatornákat talált, amelyek befolyásolják a gyökerek növekedését.
Kimutatták, hogy az SMAX1 fehérje lassítja az etilén termelését. Az etilén egy növényi hormon, amely kiváltja, vagy felgyorsítja számos gyümölcs és zöldség érését, de emellett más folyamatokban is szerepet játszik. Caroline Gutjahr szerint amikor a növényben kevesebb hormon termelődik, a növény inkább hosszú gyökereket és rövid gyökérszőröket fejlesztésére.
Az SMAX1 lassító hatása az úgynevezett karrikin jelátvitel során aktiválódik, ezzel új hormon lép a folyamatba. Ekkor megindul az etilén termelése is, hatására a gyökerek rövidek maradnak, és a gyökérszőrök hosszabbak lesznek.
Meglepő módon ez a mechanizmus hatalmas hatással van a hüvelyesek, például a Lotus japonicus (szarvaskerep) gyökereire, de a borsó, bab és lencse mintanövényeken, amelyeken tanulmányunkat végeztük, ezt tapasztaltuk- mondta Gutjahr.
Ezzel szemben a kutatócsoport sokkal gyengébb hatást figyelt meg egy másik mintanövény, a káposztafélékhez tartozó Arabidopsis thaliana (lúdfű)gyökereiben.
“Ez azt mutatja, hogy a növények sokfélesége nem csak megjelenésükben, hanem molekuláris kapcsolódási mechanizmusaik növekedésre gyakorolt hatásában is megmutatkozik” – összegzi a kutató.
“Ha pontosabban megértjük, hogyan történik a gyökérnövekedés szabályozása molekuláris szinten és a környezeti ingerekkel összehangolva, akkor olyan növényeket termeszthetünk, amelyek könnyebben meg tudnak birkózni a kedvezőtlen környezeti feltételekkel, így jobb termésmennyiséget lehet elérni..
A munkacsoportja most azt vizsgálja, hogy az azonosított hormon jelátviteli utak (karrikin és etilén jelátviteli utak) hogyan reagálnak a különböző környezeti feltételekre. Ha sikerül a folyamatot megérteniük, akkor a növények gyökérnövekedését már a környezeti viszonyokhoz úgy lehet igazítani, hogy az a növény számára a lehető legkedvezőbb legyen.
Forrás: magyarmezogazdasag.hu
