Zmiany klimatyczne, a zwłaszcza globalne ocieplenie, stanowią rosnące zagrożenie dla rolnictwa na całym świecie. Ponieważ rośliny nie mogą się poruszać, aby uniknąć niekorzystnych warunków, takich jak potencjalnie śmiertelne wysokie temperatury, muszą być w stanie skutecznie radzić sobie z takimi czynnikami, jak stres cieplny, aby przetrwać. Naukowcy z Japonii odkryli, że rośliny mogą uzyskać tolerancję na ciepło, aby lepiej przystosować się do przyszłego stresu cieplnego, dzięki szczególnemu mechanizmowi pamięci stresu cieplnego.
„Pamięć” stresu cieplnego
W badaniu opublikowanym w Nature Communications naukowcy z Instytutu Nauki i Technologii Nara ujawnili, że rodzina białek kontrolujących małe geny szoku cieplnego umożliwia roślinom „zapamiętanie”, jak radzić sobie ze stresem cieplnym.
„Kiedy rośliny przejdą łagodny stres cieplny, stają się tolerancyjne i mogą przystosować się do dalszego stresu cieplnego. Jest to określane jako „pamięć” stresu cieplnego i doniesiono, że jest to skorelowane z modyfikacjami epigenetycznymi”. – mówi główny autor badania Nobutoshi Yamaguchi.
Modyfikacje epigenetyczne są dziedzicznymi zmianami w sposobie ekspresji genów i nie pociągają za sobą zmian w podstawowych sekwencjach DNA. Naukowcy chcieli odkryć, w jaki sposób rośliny zachowują pamięć o zmianach środowiskowych. W tym celu zbadali rolę białek JUMONJI (JMJ) w nabytej tolerancji temperatury w odpowiedzi na powtarzające się ciepło w ciągu kilku dni. Podczas badań stwierdzono, że rośliny są w stanie zachować pamięć cieplną na małych genach szoku cieplnego. Przedmiotem badań był Rzodkiewnik pospolity. Odkryto, że białka te są niezbędne do jego aklimatyzacji cieplnej. Zdaniem naukowców wyniki, wraz z przyszłymi badaniami, doprecyzują mechanizmy pamięci i adaptacji roślin.
Poprawa tolerancji termicznej istotnym celem w rolnictwie
Wysoka temperatura stała się problemem globalnym, ponieważ znacząco wpływa na wzrost i produkcję upraw. Zmniejszone opady i zmienione wzorce opadów powodują częste występowanie susz na całym świecie. W badaniu opublikowanym w Nature Climate Change stwierdzono, że susze powodują obecnie około 9 mld euro rocznych strat gospodarczych w UE i Wielkiej Brytanii – Zrozumienie mechanizmu pamięci epigenetycznej ujawnionego w tym badaniu pomoże w pracy z tolerancją na ciepło w celu utrzymania zaopatrzenia w żywności w warunkach naturalnych.
Źródło: Nara Institute of Science and Technology
Zdj:pixabay.com
