Aangesien klimaatsverandering na verwagting tot meer gereelde periodes van droogte sal lei, werk navorsers toenemend daaraan om ontdekkings te maak wat plante kan help om by langdurige waterstres aan te pas.
Navorsers van Boyce Thompson Institute en Cornell University het die eerste studie voltooi om 'n omvattende beeld te verskaf van veranderinge in geenuitdrukking in reaksie op waterstres in 'n vrug—die tamatie, Solanum lycopersicum—wat gene identifiseer wat planttelers kan help om vrugte te ontwikkel wat dit kan hanteer. droogte toestande.
Gepubliseer in die Desember-uitgawe van Plantfisiologie, is die werk gelei deur die navorsingspan van Carmen Catalá, 'n assistent-professor by BTI en 'n Senior Navorsingsgenoot in die Skool vir Integrerende Plantwetenskap (SIPS) by Cornell. Samewerkende navorsers sluit in Jocelyn Rose, 'n professor in SIPS, en BTI-professore Jim Giovannoni, Zhangjun Fei en Lukas Mueller, wat ook adjunkprofessore in SIPS is
"Ons het 'n aantal gene geïdentifiseer wat betrokke is by waterstresreaksie in die tamatievrug," het Catalá gesê. “Ons kan nou begin om kandidaatgene te kies wat telers kan help om vrugte te ontwikkel wat by droogtetoestande kan aanpas, en nie net tamaties nie, maar ook druiwe, appels en vlesige vrugte in die algemeen. Dit is 'n langtermyn potensiële toepassing van hierdie data.”
Die navorsers het gekyk na geenuitdrukking in tamatieblare en ses vrugorgane (perikarp, plasenta, septum, columella, jellie en sade) op twee verskillende tydpunte (groeiende en ryp vrugte) en onder vier verskillende waterstremmingstoestande (geen, lig, intermediêre en sterk).
Die navorsers het bevind dat elkeen van die vrugte-orgaanweefsels mettertyd op unieke maniere verander het.
"Minder as 1% van die uitgedrukte gene wat deur waterstres geraak is, is onder al ses vrugteweefsels gedeel, en meer as 50% van die geaffekteerde gene was spesifiek vir 'n enkele weefsel," het Catala gesê.
In teenstelling met die negatiewe gevolge van droogte, wat fisiologiese versteurings en vrugteverlies veroorsaak, is daar 'n paar positiewe gevolge wat verband hou met droogte - ten minste met ligte droogte.
Die navorsers het byvoorbeeld bevind dat waterstres die hoeveelheid likopeen in ryp vrugte verhoog. Lycopeen is 'n antioksidant wat gedokumenteerde gesondheidsvoordele het. Vrugte wat deur water gestres is, het ook hoër vlakke van styselbiosintese gehad, wat soeter tamaties kon oplewer.
Die navorsers het ook gevind dat hulle tamaties kan “oplei” om meer weerstand teen toekomstige waterdroogtes te wees.
"Toe ons die saad van behandelde plante gesaai het, het ons gevind dat die saailinge van tamaties wat gestres is, verbeterde herstel van waterstres getoon het in vergelyking met saailinge van kontroletamaties," het Philippe Nicolas, 'n nadoktorale wetenskaplike in Catalá se laboratorium en eerste skrywer op die koerant gesê.
Nicolas het gesê hulle het verskeie gene geïdentifiseer waarvan die uitdrukking deur waterstres in volwasse sade geïnduseer word, wat 'n belangrike rol kan speel om waterstresverdraagsaamheid aan die volgende generasie plante te verleen.
Die studie was op 'n paar maniere uitdagend omdat die navorsers na vrugte gekyk het. Die meeste studies van plantreaksies op droogtestres ondersoek saailingwortels en -blare omdat dit relatief maklik is om te bestudeer.
“Dit is relatief maklik om saailinge te stres, maar as jy plante te veel stres, sal hulle nie blom en vrugte ontwikkel nie,” het Catalá gesê. "Boonop, wanneer jy vrugte wil bestudeer, moet jy volwasse plante kweek, wat meer tyd, ruimte en algehele hulpbronne verg."