Koreni biljaka imaju sopstveni termometar za merenje temperature zemljišta oko sebe i shodno tome prilagođavaju svoj rast. Kroz opsežne eksperimente, tim predvođen Univerzitetom Martin Luter Hale-Vitenberg (MLU) uspeo je da pokaže da koreni imaju sopstveni sistem za detekciju temperature i odgovor.
U novoj studiji u The EMBO Journalu, naučnici takođe pružaju novo objašnjenje kako sami koreni otkrivaju i reaguju na više temperature. Rezultati bi mogli pomoći u razvoju novih pristupa oplemenjivanju biljaka.
Istraživači su koristili klimatske komore da istraže kako organizam biljnog modela thale kres i dva useva kupusa i paradajza reaguju na porast temperature okoline. Povećali su temperaturu okoline sa 20 na 28°C.
„Do sada se pretpostavljalo da izdanak biljke kontroliše proces za celu biljku i da deluje kao predajnik na daljinu koji signalizira korenu da treba da promeni svoj rast“, kaže profesor Marsel Kvint sa Instituta za poljoprivredu i ishranu. nauke na MLU. Njegov tim je sada uspeo da to opovrgne kroz opsežne eksperimente u saradnji sa istraživačima sa Lajbnic instituta za biohemiju biljaka (IPB), ETH Cirih i Instituta Maks Plank za istraživanje oplemenjivanja biljaka u Kelnu. U jednom eksperimentu, naučnici su odsekli izdanak biljaka, ali su dozvolili da korenje nastavi da raste.
„Otkrili smo da korenje nije zahvaćeno ovim i da raste na povišenim temperaturama na isti način kao na biljkama sa netaknutim izdancima. Viša temperatura je stimulisala deobu ćelija i koren je postao značajno duži“, kaže Kvint. Tim je takođe koristio mutantne biljke čiji izdanci više nisu mogli da otkriju i reaguju na više temperature. One su nakalemljene na koren bez ovog defekta. I ovde je korenje moglo da reaguje na toplotu u zemljištu, iako izdanak nije ništa učinio.
Istraživači su u svim svojim eksperimentima otkrili da ćelije korena povećavaju proizvodnju auksina hormona rasta, koji se zatim transportuje do vrhova korena. Tamo je stimulisao deobu ćelija i omogućio korenima da sežu dalje u zemlju. „Pošto se toplota i suša obično javljaju u tandemu, ima smisla da biljke uđu u dublje i hladnije slojeve tla koji sadrže vodu“, objašnjava Kvint.
Naučnici su već neko vreme shvatili kako izdanci biljaka reaguju na više temperature. Njihove ćelije takođe proizvode više auksina, ali biljka reaguje drugačije od njenog korena. Ćelije u izdanu se rastežu, stabljika raste, a listovi se sužavaju i rastu dalje.
Studija takođe pruža nove uvide u oplemenjivanje biljaka. „S obzirom na klimatske promene, rast korena postaje sve važniji za oplemenjivanje. Razumevanje molekularne osnove za rast korena koji zavisi od temperature može pomoći da se biljke efikasno osposobe protiv stresa suše i postižu stabilne prinose na duži rok“, kaže Kvint.
Kvintov tim nastaviće svoj rad u ovoj oblasti istraživanja u narednim godinama.
