Vil lage planter som tåler tørke

De genetiske mekanismene som styrer hvordan planter puster, er funnet. Det kan skape muligheter for genetisk modifisering av avlinger, så de klarer seg bedre i tørke.

Spalteåpningene er små porer som plantene puster gjennom. Åpningene styrer blant annet hvor mye vann en plante slipper ut i atmosfæren, og hvor mye CO2 den tar inn.

Planter utnytter energien i sollyset til å produsere sukker og oksygen av vann og CO2. Dette kaller vi fotosyntese, og det er kanskje den viktigste kjemiske reaksjonen på kloden.

Planter er derfor viktige for reguleringen av atmosfærens kjemiske sammensetning. De absorberer CO2 fra lufta, og de samme porene slipper også ut vann når planten vokser.

Det er en internasjonal forskergruppe som nå har gjort et gjennombrudd i forståelsen av genet som styrer mekanismen bak spalteåpningene, eller plantenes pust.

- Kan tape 95 prosent

- Ved tørke kan planter tape 95 prosent av sitt vann gjennom fordamping gjennom spalteåpninger, sier studiens førsteforfatter Julian Schroeder ved University of California San Diego i en pressemelding.

Forskere har lenge forsøkt å finne genet som kontrollerer åpningen og lukkingen av spalteåpninger.

Ønsket er å modifisere planter slik at de fortsetter å absorbere CO2, men reduserer vanntapet, slik at plantene får bedre forutsetninger for å leve under tørre forhold.

De nye resultatene kan være det første skritt på vei mot mer tørkeresistente avlinger. Ved å identifisere genet, som har fått navnet SLAC1, har forskerne også identifisert hva de kan prøve å modifisere.

Sammefor mange planter

Eksperimentene har blitt gjennomført på forskjellige typer sennepsplante (Arabidopsis), men forskerne sier at de underliggende genetiske mekanismene er den samme for mange forskjellige typer planter, for eksempel ris.

Genet ble oppdaget når forskere i Finland studerte planters reaksjon på en høyere konsentrasjon av gassen ozon i atmosfæren.

Såkalt bakkenær ozon er et miljøproblem mange steder i verden, også i Norge. Dette må ikke forveksles med ozonlaget som befinner seg høyere oppe i atmosfæren.

Høye nivåer av bakkenær ozon kan være skadelig for både planter, dyr og mennesker. For å beskytte seg selv, lukker plantene spalteåpningene når det blir for mye.

Øke motstandskraften

Forskerne oppdaget genet for lukkemekanismen ved hjelp av en mutert sennepsplante som var ekstremt følsom for ozon. Planten lukket ikke porene sine selv om ozonkonsentrasjonen i lufta ble høy.

Det ble oppdaget at genet som er ansvarlig for denne mutasjonen også er essensielt for spalteåpningenes åpne- og lukkemekanisme.

Tørke, forhøyet ozonnivå og andre miljømessige stressfaktorer kan påvirke avlingene. Dette arbeidet gir et klarere bilde av hvordan planter reagerer på denne typen stress, og kan føre til nye måter å øke motstandskraften deres på.

Referanse:

Triin Vahisalu, Hannes Kollist, Yong-Fei Wang, Noriyuki Nishimura, Wai-Yin Chan, Gabriel Valerio, Airi Lamminmäki, Mikael Brosché, Heino Moldau, Radhika Desikan, Julian I. Schroeder & Jaakko Kangasjärvi; SLAC1 is required for plant guard cell S-type anion channel function in stomatal signalling; Nature Asvance online publication; 27. februar 2008; doi:10.1038/nature06608.

Lenker:

University of Helsinki: Breakthrough in plant research
University of California - San Diego: Gene that controls ozone resistance of plants could leave to drought-resistant crops

Powered by Labrador CMS