Istraživački tim je otkrio da semenke dinje otporne na hladnoću (THI) održavaju veću aktivnost neutralne invertaze na niskim temperaturama, omogućavajući trajnu razgradnju saharoze u glukozu, što podržava klijanje semena. Ovo je u suprotnosti sa semenima IVF521 osetljivim na hladnoću, koje su imale veći sadržaj hranljivih materija, ali su bile više inhibirane niskim temperaturama.
Ovi nalazi naglašavaju fiziološke mehanizme iza klijanja semena dinje na niskim temperaturama, sugerišući da natapanje semena glukozom može poboljšati stopu klijanja, potencijalno povećati proizvodnju dinje u hladnijim klimama.
Klijanje semena je ključna faza u morfogenezi spermatofita i suštinska osobina u proizvodnji useva. Primarni hranljivi sastojci, uključujući šećere, masti i proteine, su vitalni izvori energije za klijanje.
Sadašnja istraživanja naglašavaju značajnu ulogu šećera, posebno glukoze, u obezbeđivanju energije tokom klijanja. Tokom faze klijanja, saharoza se razgrađuje u glukozu pomoću kiselih i neutralnih konvertaza, obezbeđujući energiju za klijanje semena. Dinje su široko kultivisane povrtarske kulture zimi, proleća i jeseni. Međutim, niske temperature inhibiraju klijanje semena dinje, utičući na prinos useva.
Nova studija, objavljena u Vegetable Research 2. jula 2024., istražuje metabolizam šećera tokom klijanja semena dinje na niskim temperaturama i procenjuje uticaj egzogene saharoze i glukoze na poboljšanje stope klijanja.
U studiji su analizirane stope klijanja dve sorte dinje, IVF521 (osetljiva na hladnoću) i THI (tolerantna na hladnoću), pod normalnim i niskim temperaturama. U normalnim uslovima, seme IVF521 je pokazalo značajno veću stopu klijanja za 24 sata u poređenju sa semenom THI, ali nije bilo razlike u 36 sati. Na niskim temperaturama, THI seme je počelo da klija za 84 sata, dostižući 52% za 108 sati, dok IVF521 seme nije klijalo.
Studije metabolizma šećera otkrile su da seme IVF521 ima veći sadržaj skroba i rastvorljivog šećera od THI semena. Sadržaj skroba se smanjio u obe sorte tokom klijanja, ali pod niskim temperaturama, THI seme je održavalo viši nivo rastvorljivog šećera. Aktivnost neutralne invertaze (NI) bila je veća u THI semenu u ranoj fazi klijanja u oba uslova, dok aktivnost kisele invertaze (AI) nije pokazala značajnu razliku.
Analiza ekspresije gena pokazala je veću ekspresiju gena CmNIs u semenu THI pod normalnim i niskim temperaturama. Namakanje semena u egzogenoj glukozi poboljšalo je stope klijanja u THI semenu na niskim temperaturama, dok je namakanje saharoze to inhibiralo. Pored toga, nivoi ABA su bili viši i nivoi GA niži u IVF521 semenu pod niskim temperaturama, a ABA/GA su značajno viši od THI.
Prema glavnom istraživaču studije, Hongian Ki-u, „Sve u svemu, katabolizam saharoze može igrati ključnu ulogu u klijanju semena dinje na niskim temperaturama.“
Istraživanje je otkrilo da THI semenke dinje pokazuju veću toleranciju na hladnoću od semena IVF521, sa boljom konverzijom saharoze u glukozu na niskim temperaturama zbog kontinuirane aktivnosti neutralne invertaze. Ova konverzija podržava klijanje semena, a natapanje semena u egzogenu glukozu poboljšava stope klijanja u hladnim uslovima.
Buduća istraživanja bi trebalo da istraže molekularne mehanizme koji regulišu metabolizam saharoze i ulogu glukoze u klijanju semena, pomažući proizvodnju dinje u hladnijim klimama.
