Poljoprivredni usjevi često se suočavaju s teškim uvjetima okoliša. Umjesto da energiju koriste za rast, čimbenici poput bolesti, ekstremnih temperatura i slanog tla prisiljavaju biljke da je koriste kako bi odgovorile na stres koji nastaje. Taj se fenomen naziva "razmjenom između reakcije na rast i stresa".
Tim istraživača sa Sveučilišta Nagoya otkrio je dosad nepoznati put kojim se regulira hoće li biljka koristiti svoje resurse za rast ili za suočavanje sa stresom. Portal Phys.org. Ovo otkriće moglo bi omogućiti kontrolu odgovora na stres u poljoprivrednim uvjetima, povećavajući njihov prinos. Znanstvenici su svoje rezultate objavili u časopisu Znanost.
Istraživački tim, predvođen profesorom Yoshikatsu Matsubayashijem i izvanrednom profesoricom Mari Ohnishi sa Sveučilišta Nagoya Graduate School of Life Sciences u Japanu, proučavao je ulogu hormona i njihovih receptora u reakcijama biljaka na stres.
Usredotočili su se na tri receptora za koje još nije identificiran odgovarajući hormon. Koristeći Arabidopsis thaliana, malu cvjetnicu, otkrili su obitelj PSY koja funkcionira kao hormon, veže se za te receptore i prebacuje reakciju na stres na rast i obrnuto.
Normalno, receptori i hormoni funkcioniraju kao brave i ključevi, a hormon (u ovom slučaju, peptid PSY) djeluje kao ključ potreban za pokretanje biološkog procesa. Međutim, u ovoj studiji, biljne stanice koje nisu proizvele PSY ipak su imale aktivan odgovor na stres. Stoga, ovo sugerira da umjesto aktivacije odgovora na stres, prisutnost PSY "ključa" u "bravi" receptora ga sprječava.
Kako bi ispitali prirodu odgovora na stres, istraživači su uzgajali biljke u ekstremno stresnim uvjetima koristeći toplinu, sol i zarazili ih bakterijama. Biljke koje su ili imale manjak PSY receptora ili su stalno primale PSY hormon nisu uspjele adekvatno odgovoriti na stres, što je rezultiralo smanjenim preživljavanjem. Znanstvenici su zaključili da biljke pod stresom prestaju proizvoditi PSY, čiji nedostatak uzrokuje reakcije na stres.
Kako bi objasnili ovaj fenomen, istraživači su predložili mehanizam kojim oštećene stanice smanjuju koncentraciju PSY hormona u slojevima stanica uz oštećena područja. Ovaj nedostatak PSY-a pokreće odgovor na stres. Važno je da ovo može objasniti zašto čak i oštećene biljke mogu slati poruke.
Umjesto da koristi svoje ograničene resurse za stvaranje novog signala, oštećena biljna stanica može umjesto toga zaustaviti oslobađanje PSY hormona, aktivirajući odgovor na stres. Takav bi mehanizam omogućio balansiranje otpornosti na stres s povezanim troškovima energije. Kao rezultat toga, čak i pod najstresnijim uvjetima okoliša, biljke i dalje mogu rasti upravljajući svojim ograničenim resursima.
Većina mehanizama pronađenih u Arabidopsisu nalaze se iu drugim biljkama. Stoga su ovi rezultati primjenjivi na sve kulture.