Poľnohospodárske plodiny často čelia drsným environmentálnym podmienkam. Namiesto využívania energie na rast faktory ako choroby, extrémne teploty a slaná pôda nútia rastliny, aby ju využívali na reakciu na výsledný stres. Tento jav sa nazýva „kompromis medzi reakciou na rast a stresom“.
Tím výskumníkov z Nagoyskej univerzity objavil predtým neznámy spôsob regulácie toho, či rastlina využíva svoje zdroje na rast alebo na zvládanie stresu. Portál Phys.org. Tento objav by mohol umožniť kontrolu stresovej reakcie v poľnohospodárskych podmienkach a zvýšiť ich výnos. Vedci zverejnili svoje výsledky v časopise veda.
Výskumný tím vedený profesorom Yoshikatsu Matsubayashi a docentkou Mari Ohnishi z Nagoya University Graduate School of Life Sciences v Japonsku študoval úlohu hormónov a ich receptorov v reakciách rastlín na stres.
Zamerali sa na tri receptory, pre ktoré ešte nebol identifikovaný zodpovedajúci hormón. Pomocou Arabidopsis thaliana, malej kvitnúcej rastliny, objavili rodinu PSY, ktorá funguje ako hormón, ktorý sa viaže na tieto receptory a prepína stresovú reakciu na rast a naopak.
Normálne fungujú receptory a hormóny ako zámky a kľúče, pričom hormón (v tomto prípade peptid PSY) pôsobí ako kľúč potrebný na spustenie biologického procesu. V tejto štúdii však rastlinné bunky, ktoré neprodukovali PSY, mali napriek tomu aktívnu stresovú reakciu. Preto to naznačuje, že namiesto aktivácie stresovej reakcie ju prítomnosť PSY „kľúča“ v „zámku“ receptora bráni.
Aby vedci otestovali povahu stresových reakcií, pestovali rastliny v extrémne stresujúcich podmienkach pomocou tepla, soli a infikovali ich baktériami. Rastliny, ktoré buď mali nedostatok receptorov PSY alebo neustále dostávali hormón PSY, nedokázali primerane reagovať na stres, čo malo za následok znížené prežitie. Vedci dospeli k záveru, že stresované rastliny prestávajú produkovať PSY, ktorých absencia spôsobuje stresové reakcie.
Na vysvetlenie tohto javu vedci navrhli mechanizmus, ktorým poškodené bunky znižujú koncentráciu hormónov PSY v bunkových vrstvách susediacich s poškodenými oblasťami. Tento nedostatok PSY spúšťa stresovú reakciu. Dôležité je, že to môže vysvetliť, prečo aj poškodené rastliny môžu posielať správy.
Namiesto použitia svojich obmedzených zdrojov na vytvorenie nového signálu môže poškodená rastlinná bunka namiesto toho zastaviť uvoľňovanie hormónu PSY, čím sa aktivuje stresová reakcia. Takýto mechanizmus by umožnil vyvážiť odolnosť voči stresu so súvisiacimi nákladmi na energiu. Výsledkom je, že aj v tých najstresujúcejších podmienkach prostredia môžu rastliny stále rásť riadením svojich obmedzených zdrojov.
Väčšina mechanizmov nájdených v Arabidopsis sa nachádza aj v iných rastlinách. Preto sú tieto výsledky použiteľné pre všetky plodiny.