Η μελέτη δείχνει πώς τα φυτά προσαρμόζονται στις ψυχρές θερμοκρασίες περιβάλλοντος και στον παγετό
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Plants, επικεντρώθηκε σε ένα συγκεκριμένο είδος φυτό που ονομάζεται Arabidopsis thaliana, ένα μικρό εργοστάσιο ανθοφορίας που χρησιμοποιείται συχνά ως μοντέλο οργανισμού στη φυτική βιολογία. Οι ερευνητές εξέθεσαν τα φυτά Arabidopsis σε μια σειρά ψυχρών θερμοκρασιών, από 4 βαθμούς Κελσίου (39 βαθμούς Φαρενάιτ) σε -8 βαθμούς Κελσίου (18 βαθμοί Φαρενάιτ), και στη συνέχεια ανέλυσαν τις αλλαγές που συνέβησαν στην έκφραση των φυτών, στα επίπεδα πρωτεϊνών και στις συγκεντρώσεις του μεταβολίτη.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα φυτά ανταποκρίθηκαν σε κρύες θερμοκρασίες κάνοντας αρκετές αλλαγές, συμπεριλαμβανομένων:
* Αύξηση της παραγωγής αντιψυκτικών πρωτεϊνών, οι οποίες συμβάλλουν στην πρόληψη της σχηματισμού κρυστάλλων πάγου στα κύτταρα του φυτού.
* Η παραγωγή περισσότερων διαλυτών σακχάρων, τα οποία συμβάλλουν στην προστασία των κυτταρικών μεμβρανών του φυτού από βλάβες που προκαλούνται από την κατάψυξη.
* Σπάστε το άμυλο σε γλυκόζη, το οποίο παρέχει στο φυτό με ενέργεια για να επιβιώσει σε κρύες συνθήκες.
* Αύξηση της παραγωγής αντιδραστικών ειδών οξυγόνου (ROS), τα οποία είναι μόρια που μπορούν να βλάψουν τα φυτικά κύτταρα, αλλά επίσης να παίζουν ρόλο στη σηματοδότηση και τις αντιδράσεις της άμυνας.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι η ανταπόκριση των φυτών στις ψυχρές θερμοκρασίες επηρεάστηκε από τη διάρκεια της έκθεσης του ψυχρού. Η βραχυπρόθεσμη ψυχρή έκθεση (έως 24 ώρες) προκάλεσε ένα διαφορετικό σύνολο αλλαγών στην έκφραση γονιδίων και τα επίπεδα πρωτεϊνών από τη μακροχρόνια έκθεση στο κρύο (περισσότερο από 24 ώρες).
Η μελέτη παρέχει νέες γνώσεις στους μοριακούς μηχανισμούς που χρησιμοποιούν τα φυτά για να προσαρμοστούν στις ψυχρές συνθήκες. Αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη νέων στρατηγικών για τη βελτίωση της ψυχρής ανοχής των καλλιεργειών και άλλων φυτών, καθιστώντας τα πιο ανθεκτικά στην αλλαγή του κλίματος.
"Η μελέτη μας παρέχει μια ολοκληρωμένη επισκόπηση των αλλαγών που συμβαίνουν στα φυτά Arabidopsis σε απάντηση σε ψυχρές θερμοκρασίες", δήλωσε ο καθηγητής Alison Smith, ένας από τους επικεφαλής ερευνητές της μελέτης. "Αυτές οι πληροφορίες θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε πώς τα φυτά επιβιώνουν σε κρύα κλίματα και θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέους τρόπους βελτίωσης της ψυχρής ανοχής των καλλιεργειών".
