Zemědělské plodiny často čelí drsným podmínkám prostředí. Namísto využití energie pro růst faktory, jako jsou nemoci, extrémní teploty a slaná půda, nutí rostliny, aby ji využívaly k reakci na výsledný stres. Tento jev se nazývá „kompromis mezi reakcí na růst a stresem“.
Tým výzkumníků z Nagoyské univerzity objevil dříve neznámou cestu, jak regulovat, zda rostlina využívá své zdroje k růstu nebo k vyrovnání se se stresem. Portál Phys.org. Tento objev by mohl umožnit kontrolu stresové reakce v zemědělských podmínkách a zvýšit jejich výnos. Vědci své výsledky zveřejnili v časopise Věda.
Výzkumný tým, vedený profesorem Yoshikatsu Matsubayashi a docentkou Mari Ohnishi z Nagoya University Graduate School of Life Sciences v Japonsku, studoval roli hormonů a jejich receptorů v reakcích rostlin na stres.
Zaměřili se na tři receptory, pro které dosud nebyl identifikován odpovídající hormon. Pomocí Arabidopsis thaliana, malé kvetoucí rostliny, objevili rodinu PSY, která funguje jako hormon, váže se na tyto receptory a přepíná stresovou reakci na růst a naopak.
Normálně fungují receptory a hormony jako zámky a klíče, přičemž hormon (v tomto případě peptid PSY) působí jako klíč potřebný ke spuštění biologického procesu. Nicméně v této studii rostlinné buňky, které neprodukovaly PSY, měly přesto aktivní stresovou reakci. Proto to naznačuje, že místo aktivace stresové reakce ji přítomnost PSY "klíče" v "zámku" receptoru udržuje mimo.
Aby vědci otestovali povahu stresových reakcí, pěstovali rostliny v extrémně stresujících podmínkách za použití tepla, soli a infikovali je bakteriemi. Rostliny, které buď měly nedostatek receptorů PSY, nebo neustále dostávaly hormon PSY, nedokázaly adekvátně reagovat na stres, což mělo za následek snížené přežití. Vědci dospěli k závěru, že stresované rostliny přestávají produkovat PSY, jehož absence způsobuje stresové reakce.
K vysvětlení tohoto jevu vědci navrhli mechanismus, kterým poškozené buňky snižují koncentraci hormonů PSY v buněčných vrstvách sousedících s poškozenými oblastmi. Tento nedostatek PSY spouští stresovou reakci. Důležité je, že to může vysvětlit, proč i poškozené rostliny mohou odesílat zprávy.
Namísto použití svých omezených zdrojů k vytvoření nového signálu může poškozená rostlinná buňka místo toho zastavit uvolňování hormonu PSY a aktivovat stresovou reakci. Takový mechanismus by umožnil vyvážit odolnost vůči stresu a související náklady na energii. Výsledkem je, že i za těch nejstresovějších podmínek prostředí mohou rostliny stále růst díky hospodaření se svými omezenými zdroji.
Většina mechanismů nalezených v Arabidopsis se nachází také v jiných rostlinách. Proto jsou tyto výsledky použitelné pro všechny kultury.