Kliimamuutus: taimed leiavad viise, kuidas end põua vastu relvastada!

Kliimamuutus: taimed leiavad viise, kuidas end põua vastu relvastada!

Kuivad perioodid ja intensiivne päikesevalgus avaldavad märkimisväärset mõju taimedele, mida ohustab liigne veekadu. Vastumeetmed hõlmavad bioloogiliste protsesside keerulist koosmõju. Oluline element selles kontekstis on taimne hormoon abstsitsiinhape (ABA), mida toodetakse erinevates taimeorganites, nagu lehed, juured ja valmivad viljad. See mängib otsustavat rolli taimede reageerimisel veepuudusele, aktiveerides kaitserakke, mida tuntakse ka stoomidena, ja julgustades neid vee säästmiseks oma poorid sulgema. Valju Heidelbergi ülikool Tsüsteiini süntaasi kompleksi aktiveerimine kloroplastis soodustab ABA biosünteesi ja seejärel pooride sulgumist.

Tsüsteiini süntaasi kompleks koosneb kahest ensüümist ja hindab kaitserakkude aktiveerimiseks erinevaid signaale. Nende signaalide hulka kuuluvad muuhulgas toitainete signaalsulfaat ja väike valgu molekul, mis transporditakse juurest võrsele niipea, kui pinnas kuivab. Lisaks toodab tugev valgustugevus teatud taimset hormooni, mis samuti mõjutab kompleksi aktiveerumist. Uuringutulemused näitavad, et kloroplastide ainevahetus reageerib aktiivselt stressisignaalidele ja kontrollib kohanemist keskkonnatingimustega.

Taimebioloogia kohanemismehhanismid ja uuringud

Veel üks huvitav aspekt on spetsiaalse Arabidopsise taime arendamine, mis suudab paremini toime tulla mulla põuaga, ilma et see mõjutaks kasvu. Need edusammud on eriti olulised uute strateegiate väljatöötamisel, et parandada põllukultuuride vastupanuvõimet kliimamuutuste mõjude suhtes. Sellealast uurimistööd rahastati muu hulgas Saksa Teadusfondi toel ja avaldati erialaajakirjas “Nature Communications”.

ABA roll taimede stressireaktsioonide reguleerimisel on hästi dokumenteeritud. Lisaks stoomide sulgemisele pärsib see taimede kasvu ja seemnete idanemist. Need omadused muudavad selle kasvu stimuleerivate hormoonide, nagu auksiinid ja giberelliinid, oluliseks antagonistiks. ABA kohta tehtud järeldusi selgitatakse kliimamuutuste väljakutsete kontekstis, kus äärmuslikud ilmastikunähtused nagu üleujutused, rahe ja põud mõjutavad tugevalt taimede kohanemisvõimet Taimeuuringud.

Väljavaade tulevasteks uuringuteks

Vaatamata edusammudele on endiselt palju lahtisi küsimusi mehhanismide kohta, mille abil taimed tajuvad ja reageerivad keskkonnatingimustele. Kliimamuutused sunnivad teadlasi paremini mõistma molekulaarseid komponente, mida veepuudus tekitab. Milliseid signaale kasutavad taimed põuale või üleujutustele reageerimiseks? Võimalike signaalide hulka kuuluvad muutunud hüdraulilised parameetrid ja ksüleemi pinge.

Taimede ainulaadset võimet aktiivselt kontrollida oma reageerimist abiootilisele stressile uuritakse täiendavalt täiustatud uurimismeetodite, nagu genoomi hõlmavate uuringute ja tehisintellekti abil põhinevate analüüside abil. Eesmärk on paremini mõista kompromisse, mida taimed peavad stressile reageerimiseks tegema ja kuidas need kohandused võivad mõjutada muid elutähtsaid protsesse. Lisateavet nende arendusprotsesside ja nende väljakutsete kohta leiate veebisaidilt Taimeuuringud.