Biologer vid National University of Singapore har listat ut hur växter hämmar bildandet av stomata och mikroskopiska porer på deras yta för att begränsa vattenförlusten under en torka. Pys.org-portalen.
Stomata, som finns på ytan av löv, är viktiga för gasutbytet mellan växter och atmosfären. Men de är också de viktigaste källorna till vattenförlust när det lämnar löven som vattenånga. När det råder brist på vatten utför växter två stomatala reaktioner för att spara vatten: de stänger porerna i befintliga stomata och begränsar bildandet av nya.
Dessa reaktioner, som förmedlas av abscisinsyra (ABA), är avgörande för växternas anpassning till torka och är särskilt viktiga för att upprätthålla jordbrukets effektivitet i ett föränderligt klimat. Det har dock inte tidigare studerats exakt hur ABA hämmar stomatal produktion.
I den senaste utgåvan Vetenskap Förskott En forskargrupp ledd av LAU-docent On Sun från Institutionen för biologiska vetenskaper vid National University of Singapore rapporterade om mekanismen bakom detta torka-medierade undertryckande av stomatal utveckling.
Forskarna fann att de stora torka-aktiverade ABA-signalkinaserna direkt fosforylerar huvudstomatalregulatorn SPEECHLESS (SPCH). Fosforylering hänvisar till tillsatsen av en fosfatgrupp till en molekyl. Denna ABA-inducerade fosforylering av SPCH-proteinet sker på två olika ställen och orsakar nedbrytning av SPCH.
Eftersom SPCH främjar stomatal utveckling leder SPCH-fosforylering till en minskning av SPCH-nivåer och stomatantal, och eliminering av dessa platser (prov S240/271A) resulterade i motsatt respons. Viktigt är att forskarna också visade att växter med förändrade SPCH-fosforyleringsställen uppvisade differentiell torktolerans.
Dessa resultat visar att en viss "kod" ligger till grund för ett nyckelsvar hos växter för att spara vatten. Genom att manipulera det kunde vi finjustera torktoleransen för växtväxter och hjälpa till att optimera dem för en mängd olika odlingsförhållanden, från traditionellt till urbant jordbruk.