Denne artikkelen er produsert og finansiert av NTNU - les mer.

Forskergruppen så blant annet på hvordan erter tåler tørke.
Forskergruppen så blant annet på hvordan erter tåler tørke.

Hvorfor tåler noen planter tørke?

Stigende temperatur påvirker plantene som landbruket og vi er avhengige av. Nå vet forskerne mer om hvordan planter motstår tørke.

Alt liv må tilpasse seg omgivelsene de lever i. Om klimaet blir varmere, kan det oftere bli tørke. Dette kan påvirke det biologiske mangfoldet på jorda.

Det påvirker også landbruket og alle plantene vi er avhengige av for å få mat.

Derfor er det viktig at vi vet mer om hvordan planter tilpasser seg tørke. Forskere ved blant annet NTNU er på saken. Resultatene kan bidra til at vi får planter som tåler tørke bedre.

To ting påvirker tilpasning til tørke

Professor Thorsten Hamann ved Institutt for biologi på NTNU forklarer at to viktige faktorer påvirker evnen planter har til å tilpasse seg tørke:

  • Stive cellevegger i plantecellene gir styrke og reduserer vanntapet når plantene utsettes for tørke.
  • Abscisinsyre, et hormon som regulerer tilpasningen til tørke i alle landlevende planter

– Selv om plantenes cellevegger og abscisinsyre er helt sentrale for at planter skal overleve, vet vi svært lite om prosessene som aktiverer produksjonen av syren og som regulerer stivheten i celleveggene, sier Hamann.

Kloden ser ut til å endre seg. Derfor er det viktig å komme en stigning i temperaturen i forkjøpet.

Vårskrinneblom har egenskaper som gjør den til en vanlig plante i eksperimenter.
Vårskrinneblom har egenskaper som gjør den til en vanlig plante i eksperimenter.

Tok i bruk ny teknologi

Hamann forsker for tiden ved UCLA i California. Forskergruppen hans undersøkte to planter, nemlig vårskrinneblom (Arabidopsis thaliana) og vanlige erter (Pisum sativum).

Dette er såkalte modellplanter. De blir ofte brukt i ulike forsøk. Derfor kan de også kan gi sammenlignbare resultater mellom ulike forskningsprosjekter.

Modellplanter har celler som går gjennom en full livssyklus på bare ni uker. Derfor går det raskt å fullføre eksperimenter med dem.

Forskerne brukte såkalt Brillouin-spektroskopi til forsøkene sine. Dette er en teknikk som vanligvis brukes i materialteknologi, men som de kunne tilpasse formålet.

– Denne teknikken brukte vi for å undersøke de bitte små endringene inne i plantecellene som påvirker stivheten i celleveggene og prosessene som regulerer dem, sier Hamann.

Resultater fra forsøkene er publisert det vitenskapelige tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Illustrasjonen viser hvordan planter tilpasser seg tørke. Proteinet THE1 bidrar til at celleveggene er intakte. Tørke kan skade veggene. Det utløser ulike forsvarsmekanismer som THE1 regulerer. Forskerne kunne manipulere disse mekanismene og identifisere og avle frem varianter av plantene med spesielt aktive reguleringsmekanismer, og som dermed takler endringer bedre.
Illustrasjonen viser hvordan planter tilpasser seg tørke. Proteinet THE1 bidrar til at celleveggene er intakte. Tørke kan skade veggene. Det utløser ulike forsvarsmekanismer som THE1 regulerer. Forskerne kunne manipulere disse mekanismene og identifisere og avle frem varianter av plantene med spesielt aktive reguleringsmekanismer, og som dermed takler endringer bedre.

Fant nødvendig faktor

– Vi identifiserte en molekylærkomponent som er nødvendig for å endre både stivheten i celleveggen og produksjonen av abscisinsyre, konstaterer Hamann.

Denne kalles THE1 eller Theseus1. Opprinnelig ble den funnet i nettopp vårskrinneblom.

De kom frem til enda mer interessante resultater ved å kombinere flere funn fra studier på cellenes biologi og de kjemiske prosessene bak stoffskiftet i plantene.

– Vi finner at intakte cellevegger er helt nødvendige for å produsere abscisinsyre i plantene vi undersøkte, sier Hamann.

Uten hele cellevegger fungerer altså ikke plantenes evne til å tilpasse seg.

Kan være godt nytt for landbruket

– Disse funnene gir oss ny innsikt i de mekaniske prosessene bak plantenes tilpasning til et miljø i endring og tørke, sier professoren.

Det kan også være gode nyheter for landbruket. For kanskje kan det bidra til at vi får planter som tåler tørke bedre.

– Å vite mer gjør oss bedre i stand til å øke avlingene i jordbruket, sier Hamann.

Referanse:

Laura Bacete mfl.: THESEUS1 modulates cell wall stiffness and abscisic acid production in Arabidopsis thaliana. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022. DOI: 10.1073/pnas.2119258119

Powered by Labrador CMS