Πώς να ενισχύσετε τη βιομάζα των φυτών:Οι βιολόγοι αποκαλύπτουν τη μοριακή σχέση μεταξύ της διαθεσιμότητας θρεπτικών ουσιών, της ανάπτυξης
Τα φυτά χρειάζονται μια ποικιλία θρεπτικών ουσιών για να αναπτυχθούν, συμπεριλαμβανομένου του αζώτου, του φωσφόρου και του καλίου. Αυτά τα θρεπτικά συστατικά είναι συχνά σε περιορισμένη προσφορά στο έδαφος, τα οποία μπορούν να περιορίσουν την ανάπτυξη των φυτών. Ωστόσο, η ομάδα UC Davis διαπίστωσε ότι μια πρωτεΐνη που ονομάζεται TOR (στόχος της ραπαμυκίνης) διαδραματίζει βασικό ρόλο στη ρύθμιση της ανάπτυξης των φυτών σε απόκριση της διαθεσιμότητας θρεπτικών ουσιών.
Το Tor είναι μια κινάση, ένα ένζυμο που προσθέτει μια φωσφορική ομάδα σε άλλες πρωτεΐνες. Η ομάδα UC Davis διαπίστωσε ότι ο Tor φωσφορυλιώνει μια πρωτεΐνη που ονομάζεται S6K1, η οποία με τη σειρά του ενεργοποιεί έναν καταρράκτη γεγονότων που οδηγεί σε αυξημένη ανάπτυξη και διαίρεση των κυττάρων. Όταν τα θρεπτικά συστατικά είναι σπάνια, η δραστηριότητα TOR μειώνεται, γεγονός που οδηγεί σε μειωμένη φωσφορυλίωση S6K1 και βραδύτερη ανάπτυξη.
"Τα ευρήματά μας παρέχουν μια μοριακή εξήγηση για το πώς τα φυτά ενσωματώνουν τη διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών με ανάπτυξη", δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Dr. Jian-Kang Zhu, καθηγητής φυτικής βιολογίας στο UC Davis. "Αυτή η γνώση θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη νέων στρατηγικών για τη βελτίωση των αποδόσεων των καλλιεργειών με το χειρισμό της σηματοδότησης TOR".
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η υπερέκφραση του TOR στα φυτά οδήγησε σε αυξημένη ανάπτυξη και παραγωγή βιομάζας. Αντίθετα, τα φυτά με μειωμένη δραστηριότητα TOR αυξήθηκαν πιο αργά και παρήγαγαν λιγότερη βιομάζα. Αυτά τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι ο Tor είναι βασικός ρυθμιστής της ανάπτυξης των φυτών και μπορεί να αποτελέσει πιθανό στόχο για τη γενετική μηχανική για τη βελτίωση των αποδόσεων των καλλιεργειών.
Η μελέτη έχει επίσης επιπτώσεις στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα φυτά ανταποκρίνονται στις περιβαλλοντικές πιέσεις, όπως η ξηρασία και η υψηλή αλατότητα. Αυτές οι τάσεις μπορούν να μειώσουν τη διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών και να οδηγήσουν σε μειωμένη ανάπτυξη των φυτών. Ωστόσο, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η σηματοδότηση TOR μπορεί να βοηθήσει τα φυτά να ανεχθούν αυτές τις καταπονήσεις και να διατηρήσουν την ανάπτυξη.
"Τα ευρήματά μας παρέχουν ένα νέο πλαίσιο για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα φυτά ρυθμίζουν την ανάπτυξη σε ανταπόκριση στη διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών και τις περιβαλλοντικές πιέσεις", δήλωσε ο Zhu. "Αυτή η γνώση θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες στρατηγικές για τη βελτίωση των αποδόσεων των καλλιεργειών και τη γεωργία πιο βιώσιμη".
Η έρευνα υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών και το Υπουργείο Γεωργίας των ΗΠΑ.
