Sa dalawang publikasyon, inilarawan ng mga biologist ng Utrecht at mga kapwa internasyonal ang mga proseso na ginamit ng mga halaman upang umangkop sa init. Ang mga natuklasan ay nagbibigay ng mga pananaw sa kung paano mahusay na gumana ang mga halaman sa ilalim ng suboptimal na mataas na temperatura. Maaari rin itong magbigay ng isang hagdan patungo sa pagkontrol sa paglago ng mga halaman at gawing mas lumalaban sa pag-init ng mundo. Inilathala ng mga mananaliksik ang kanilang mga resulta sa The Plant Journal at Mga Komunikasyon sa Kalikasan.
Mga polar bear sa disyerto
Gayunpaman maraming species ng halaman ang nakabuo ng mga paraan upang makayanan ang mas mataas na temperatura. "Hindi tulad ng mga hayop, maraming halaman ang maaaring iakma ang kanilang hugis ng katawan bilang tugon sa init at iba pang mga kadahilanan sa kapaligiran," sabi ng mananaliksik na si Martijn van Zanten, na kaakibat ng Utrecht University at nag-ambag sa parehong mga publikasyon. "Ang mga hayop ay isang iba't ibang kuwento. Sa madaling salita, kung maglagay ka ng isang polar bear sa disyerto, magiging hitsura pa rin ito ng isang polar bear na may makapal na balahibong amerikana. Ngunit kung ang isang halaman ay lumalaki sa mas maiinit na kondisyon, iaangkop nito ang hugis ng katawan nang naaayon. Sa ganitong paraan, sinisikap ng halaman na gumana nang mahusay sa ilalim ng mga hindi kanais-nais na kondisyong ito. "
Mula compact hanggang buksan ang form ng halaman
Maraming mga species ng halaman ang maaaring iakma ang hugis ng kanilang mga tangkay at dahon upang mas lumaban sila sa mataas na temperatura. Totoo rin ito para sa thale cress (Arabidopsis thaliana), na itinuturing ng maraming mga biologist ng halaman bilang kanilang paboritong modelo ng halaman. Sa malamig na kondisyon, ang mga halaman na ito ay siksik at malapit sa lupa ang kanilang mga dahon. Kapag tumaas ang temperatura, kumukuha sila ng mas bukas na pustura. Ang mga dahon, halimbawa, ay nagiging mas patayo. Lubhang binabawasan nito ang direktang radiation mula sa araw. Bilang karagdagan, ang mga tangkay ng dahon ay mag-uunat, pinapayagan ang mas maraming hangin na maipasa ang mga dahon at mawala ang init.
Ninanais at hindi nais na pag-uunat
Gayunpaman sa mga pananim at (gupitin) ang mga bulaklak, ang ganitong uri ng pag-uunat ay madalas na hindi ginusto. Gusto ng mga grower na makontrol ang mga pagbabagong ito dahil ang pag-uunat ay maaaring makahadlang sa kalidad ng produkto. "Ngunit sa parehong oras, kinakailangan ang pagbagay upang gawing mas lumalaban ang mga pananim sa mas mataas na temperatura na nagreresulta mula sa pagbabago ng klima. Kailangan iyan upang mapanatili ang paggawa sa mas mahabang panahon, "sabi ni Van Zanten.
Ginagawang mas mapagparaya ang mga halaman
"Maraming mga nilinang pananim ang nawalan ng kakayahang tumugon nang maayos sa mas mataas na temperatura," sabi ni Van Zanten. "Sa iba`t ibang mga pananim, nawala ito habang binubuo at proseso ng pag-aanak dahil ang mga breeders ay pangunahing nakatuon sa iba pang mga ugali."
Sa pagbabago ng klima na nagtutulak ng mga temperatura, sinabi ni Van Zanten na mayroong pagtaas ng pangangailangan upang gawing mas mapagparaya sa klima ang mga halaman. "Nangangailangan ito ng kaalaman kung paano makayanan ng mga halaman ang mas mataas na temperatura. Paano nila binabago ang mga signal ng temperatura na kanilang natanggap sa mga adaptasyon sa paglago? Ang pagsasaliksik sa mga mekanismo ng molekula kung saan umaangkop ang mga halaman sa temperatura ng suboptimal, pinapayagan ang mga tool na ayusin ang arkitektura ng mga pananim sa pamamagitan ng pag-aanak. "
Ang mekanismo ng Molecular ay lumilipat sa pustura ng init
Ang mga halaman ng Thale cress na hindi na umaangkop sa mas mataas na temperatura ay lilitaw ay maaaring makuha muli ang kakayahang iyon kapag nahantad sa ilang mga kemikal. Natuklasan ito ng isang pangkat sa pagsasaliksik sa internasyonal na pinamunuan ni Van Zanten. Sinubukan ng koponan ang isang malaking bilang ng mga sangkap sa isang thale cress mutant na hindi na umaangkop sa mataas na temperatura. Natagpuan nila ang isang Molekyul na maaaring 'i-on' ang pagbagay sa mataas na temperatura sa mga batang halaman, kahit na sa mababang temperatura.
Tinawag ng mga mananaliksik ang tambalang ito na 'Heatin'. Sa pamamagitan ng pagbago ng kemikal sa molekula at pag-aaral kung aling mga protina ang maaaring magtali sa pag-init, natagpuan nila ang isang pangkat ng mga protina na tinatawag na nitrilases. Ang natukoy na subgroup ay kilala na magaganap lamang sa mga cabbage at mga kaugnay na species, kabilang ang thale cress.
Kasama ang isang kumpanya ng pag-aanak ng halaman, natuklasan ng mga biologist na ang mga species ng repolyo ay tumutugon sa pag-init. Natuklasan din nila na ang mga nitrilase ay kinakailangan para sa pagbagay sa mataas na temperatura, marahil dahil pinapagana nila ang paggawa ng kilalang growth hormone auxin. Inilathala ng mga mananaliksik ang tuklas na ito sa The Plant Journal.
Bagong landas para sa pagbagay sa mataas na temperatura
Ang paglalathala ng mga resulta ng Heatin ay kasabay ng isa pang publikasyon, ngayon sa Kalikasan Komunikasyon. Ang pananaliksik na iyon ay pinangunahan ng mga siyentista sa institute ng VIB sa Belgium, kasama rin si Van Zanten. Natuklasan ng koponan ang isang dating hindi nailarawan na protina na kinokontrol ang paraan ng pag-aakma ng mga halaman sa isang mas maiinit na kapaligiran. Ang protina ay pinangalanang MAP4K4 / TOT3, na may TOT na nangangahulugang Target ng Temperatura.
Kapansin-pansin, ang proseso na hinihimok ng TOT3 ay higit na independyente sa lahat ng iba pang mga pathway ng pagbibigay ng senyas na naidugtong ng mga biologist sa pag-aakma ng init sa mga halaman. Bilang karagdagan, ang mga pagbagay ng TOT3 ay hindi lilitaw na nakasalalay sa dami at komposisyon ng ilaw na kumikinang sa isang halaman.
Van Zanten: "Mayroong maraming pagsasapawan sa mga mekanismo ng molekula kung saan iniaangkop ng mga halaman ang paglaki sa pagbabago ng ilaw na komposisyon at sa mataas na temperatura. Sa TOT3, mayroon kaming isang kadahilanan sa kung saan maaari nating makontrol ang paglago sa ilalim ng mataas na temperatura, nang hindi makagambala sa paraan ng pakikitungo ng halaman sa ilaw. "
Malawakang aplikasyon
"Ano ang ginagawang mas kawili-wili," sabi ni Van Zanten, "ay ang TOT3 na gumaganap ng katulad na papel sa pag-aangkop sa paglago sa ilalim ng mataas na temperatura sa parehong cress ng thale at sa trigo. Ang dalawang species na iyon ay genetically medyo nahiwalay sa bawat isa. Kaya't nag-aalok ito ng malaking potensyal para sa malawak na mga aplikasyon. "
Kahalili sa mga inhibitor ng paglago
Sa huli, ang mga tuklas ng TOT3 at ang papel na ginagampanan ng nitrilases ay makakatulong upang ipagpatuloy ang lumalagong sapat na mga pananim, kahit na tumaas ang temperatura dahil sa pagbabago ng klima. Ang mga tuklas ay nag-aalok din ng mga pagkakataon upang makabuo ng mga kahalili sa mga kemikal na ngayon ay madalas na ginagamit upang hadlangan ang paglago ng halaman. Bilang isang halimbawa, binanggit ni Van Zanten ang mga putol na bulaklak, na tumutugon nang labis sa mga pagbabagu-bago ng temperatura. Sa florikultura, samakatuwid, maraming mga inhibitor ng paglago ang ginagamit upang mapanatili ang mga halaman na maganda at siksik.
"Sa sandaling bumili ka ng mga tulip, halimbawa, mayroon pa silang magandang maikling tangkay," sabi ni Van Zanten. "Ngunit pagkatapos ng ilang araw sa iyong bahay, nagsimula na silang mag-hang sa gilid ng plorera. Ang mas mataas na temperatura sa panloob ay sanhi ng mga halaman na mag-inat, kalaunan ay humahantong sa kanila na malata at yumuko. Inaasahan namin na ang bagong kaalaman ay makakatulong sa pagpili ng mga bagong pagkakaiba-iba ng bulaklak na mas mababa sa ilalim ng mataas na temperatura. Sa ganitong paraan, mababawas natin ang paggamit ng mga nakakapinsalang mga inhibitor ng paglaki. "
Para sa karagdagang impormasyon:
Utrecht University
www.uu.nl