Plantoj estas tre longformaj, fleksante por permesi aliron de sunlumo al ĉiu el siaj folioj. Malgraŭ observado de ĉi tiu fenomeno dum jarcentoj, sciencistoj ne plene komprenas ĝin. Nun sciencistoj de la Salk Institute malkovris, ke du plantfaktoroj - la proteino PIF7 kaj la kreskhormona aŭksino - estas ellasiloj, kiuj akcelas kreskon kiam plantoj estas en ombro kaj samtempe eksponitaj al altaj temperaturoj. oficiala retejo de la Instituto.
La trovoj, publikigitaj en la revuo Nature Communications la 29-an de aŭgusto 2022, helpos sciencistojn antaŭdiri kiel plantoj respondos al klimata ŝanĝo kaj pliigos rendimenton malgraŭ mondvarmiĝo damaĝanta kultivaĵojn.
"Ĝuste nun, ni kultivas kultivaĵojn je certa denseco, sed niaj rezultoj indikas, ke ni devos malaltigi tiun densecon por optimumigi plantkreskon dum klimato ŝanĝiĝas," diras altranga aŭtorino profesoro Joanne Chory, direktoro de Plant Molecular de la Salk Institute. kaj Cell Biology Laboratory kaj Howard, esploristo ĉe la Hughes Medical Institute. "Kompreni la molekula bazon de kiel plantoj respondas al lumo kaj temperaturo permesos al ni fajnagordi plantadan densecon por produkti la plej bonajn rendimentojn."
Dum ĝermado, plantidoj rapide plilongigas siajn tigojn por trarompi la grundon kaj kapti sunlumon kiel eble plej rapide. Normale, la tigo bremsas sian kreskon post eksponiĝo al sunlumo. Sed la tigo povas rapide plilongiĝi denove se la planto konkuras kun ĉirkaŭaj plantoj pri sunlumo aŭ pliigas la distancon inter la varma grundo kaj la folioj de la planto responde al altiĝantaj temperaturoj. Dum ambaŭ mediaj kondiĉoj - ombrado kaj altaj temperaturoj - stimulas tigan kreskon, ili ankaŭ reduktas rendimenton.
En ĉi tiu studo, la sciencistoj komparis plantojn kreskantajn en la ombro kaj varmajn temperaturojn samtempe - kondiĉoj kiuj imitas altajn plantajn densecojn kaj klimatan ŝanĝon. La sciencistoj uzis la modelplanton Arabidopsis thaliana, same kiel la tomaton kaj proksiman parencon de tabako, ĉar ili interesiĝis vidi ĉu ĉiuj tri plantospecioj estis egale trafitaj de tiuj mediaj kondiĉoj.
En ĉiuj tri specioj, la teamo de esploristoj trovis, ke la plantoj kreskis ekstreme altaj kiam ili samtempe provis eviti la ombron kreitan de najbaraj plantoj kaj estis eksponitaj al pli altaj temperaturoj. Je la molekula nivelo, la esploristoj trovis, ke la transkripcifaktoro PIF7, proteino kiu helpas ŝalti kaj malŝalti genojn, helpis akceli kreskon. Ili ankaŭ trovis ke niveloj de aŭksino, kreskhormono, pliiĝis kiam kultivaĵoj trovis najbarajn plantojn, kiuj antaŭenigis kreskon en respondo al samtempaj pli altaj temperaturoj. Ĉi tiu sinergia PIF7-aŭsina vojo permesis al plantoj respondi al sia medio kaj adaptiĝi serĉante la plej bonajn kreskkondiĉojn.
Rilata transkripcifaktoro, PIF4, ankaŭ stimulis tigan plilongigon ĉe altaj temperaturoj. Tamen, kun kombinaĵo de ombro kaj altaj temperaturoj, ĉi tiu faktoro ne plu ludis gravan rolon.
"Ni estis surprizitaj trovi, ke PIF4 ne ludas gravan rolon ĉar antaŭaj studoj montris la gravecon de ĉi tiu faktoro en rilataj kreskosituacioj," diras la unua aŭtoro de la studo Yogev Burko, esplorkunlaboranto ĉe la Salk Institute kaj lektoro ĉe la Organizo por Agrikultura Esplorado ĉe la Israela Vulkanoj-Instituto. "La fakto, ke PIF7 estas la reganta kreskomotoro por ĉi tiu planto, estis vera surprizo. Kun ĉi tiu nova scio, ni esperas agordi la kreskorespondon de diversaj kultivaĵoj por helpi ilin adaptiĝi al klimata ŝanĝo."
La esploristoj kredas, ke ekzistas alia faktoro ankoraŭ por esti malkovrita, kiu plifortigas la efikon de PIF7 kaj aŭksino. Ili esperas esplori ĉi tiun nekonatan faktoron en estontaj studoj. La laboratorio de Berko ankaŭ studos kiel ĉi tiu vojo povas esti optimumigita en kultivaĵoj.
"Tutmondaj temperaturoj altiĝas, do ni bezonas manĝaĵojn, kiuj povas kreski en ĉi tiuj novaj kondiĉoj," diras Chori, kungvidanto de la Salk Plant Use Initiative kaj Howard H. and Maryam R. Newman Chair of Plant Biology. "Ni identigis la ŝlosilajn faktorojn, kiuj reguligas plantkreskon ĉe altaj temperaturoj, kiuj helpos nin kreskigi pli produktivajn kultivaĵojn por nutri estontajn generaciojn."