Výzkumníci používají synchrotronové světlo k tomu, aby doslova odlupovali buněčné stěny cibule, aby rostlinám pomohli lépe odolávat stresu způsobenému změnou klimatu a nemocemi.
"Víme, že na prériích bylo hodně sucha a živobytí lidí je v ohrožení," řekla Ariana Forandová, studentka magisterského studia na College of Agriculture and Bioresources na University of Saskatchewan (USA). "Bylo by úžasné najít modifikace, které by rostlinám umožnily odolat mnoha stresům."
Forand vedl projekt, který zkoumal, jak vápník a bór hrají prospěšnou roli při posilování stěn rostlinných buněk, pomáhají snižovat dehydrataci, která přichází s mrazem a suchem, a zvyšují odolnost vůči Patogenů.
Jak se ukázalo, ideální rostlinou pro testování teorie byla cibule.
Tým analyzoval vzorky cibule a shromáždil data v Advanced Photon Source (APS) v Illinois díky partnerství zařízení s Canadian Light Source (CLS) na University of Saskatchewan.
"Tento projekt skutečně staví na práci předchozího studenta magisterského studia v USA, Jun Liu, který pracoval na mrazivém stresu," řekl Forand, "a víme, že v suchu i chladu rostliny ztrácejí vodu podobným způsobem."
Cibule jsou dobré rostliny, „protože můžete snadno odloupnout jedinou vrstvu buněk a vidět změny v buněčné stěně“, což je klíčová struktura rostlin k ochraně proti stresu různého druhu.
Jedinečnou vlastností tohoto výzkumu, jehož výsledky byly publikované v časopise Plants, spočívalo v tom, že zkoumal více stresů najednou – dehydrataci u velšské cibule a cibule na vaření a rezistenci vůči patogenům u Arabidopsis, malého kvetoucího plevele původem z Afriky.
Po přidání vápníku smíchaného s vodou k cibuli pěstované ve skleníku Forand použil synchrotronovou rentgenovou mikroskopii, aby potvrdil nejen to, že rostliny vápník přijaly, ale že se lokalizoval v buněčné stěně.
Další testování za sucha ukázalo snížení ztráty vody v ošetřených rostlinách. Podobně je známo, že bór se váže s pektinem v buněčných stěnách Arabidopsis, čímž posiluje její odolnost vůči zavlečené chorobě.
"Hledali jsme způsoby, jak strukturálně posílit buněčné stěny," řekl Forand. Potvrzení, že vápník a bór snižují dopad ztráty vlhkosti a nemocí, otevírá dveře k hledání podobného účinku u jiných rostlin.
Dr. Karen Tanino, profesorka rostlinných věd v USA a Forandova supervizorka, řekla, že v kterémkoli daném roce „může být jeden stres převládající než druhý – prostě nemůžete skutečně předvídat, co to bude. Tento výzkum představuje šanci na ochranu rostlin před kolísáním stresu z roku na rok.“
Forand i Tanino věří, že rozšíření jejich výzkumu představuje příležitosti k posílení odolnosti vůči ztrátě vlhkosti a chorobám jak u polních plodin, tak v zahradnickém průmyslu.
Pro více informací:
Viktorie Schrammové
Kanadský světelný zdroj
Tel: + 1 306-657-3516
Koordinátorka: Ivana Durgarian email: victoria.schramm@lightsource.ca