Žemės ūkio augalai dažnai susiduria su atšiauriomis aplinkos sąlygomis. Užuot naudoję energiją augimui, tokie veiksniai kaip ligos, ekstremalios temperatūros ir sūrus dirvožemis verčia augalus naudoti ją reaguodami į susidariusį stresą. Šis reiškinys vadinamas „kompromisu tarp atsako į augimą ir streso“.
Nagojos universiteto mokslininkų komanda atrado anksčiau nežinomą būdą, kaip reguliuoti, ar augalas naudoja savo išteklius augimui ar stresui įveikti. Phys.org portalas. Šis atradimas leistų kontroliuoti atsaką į stresą žemės ūkio sąlygomis ir padidinti jų derlių. Mokslininkai paskelbė savo rezultatus žurnale Mokslas.
Tyrimų grupė, vadovaujama profesoriaus Yoshikatsu Matsubayashi ir docentės Mari Ohnishi iš Nagojos universiteto gyvosios gamtos mokslų mokyklos Japonijoje, tyrė hormonų ir jų receptorių vaidmenį augalų atsakuose į stresą.
Jie sutelkė dėmesį į tris receptorius, kuriems dar nebuvo nustatytas atitinkamas hormonas. Naudodami Arabidopsis thaliana, mažą žydintį augalą, jie atrado PSY šeimą, kuri veikia kaip hormonas, jungiantis prie šių receptorių ir keičiantis streso atsaką į augimą ir atvirkščiai.
Paprastai receptoriai ir hormonai veikia kaip užraktai ir raktai, o hormonas (šiuo atveju peptidas PSY) veikia kaip raktas, reikalingas biologiniam procesui pradėti. Tačiau šiame tyrime augalų ląstelės, kurios negamina PSY, vis dėlto turėjo aktyvų streso reakciją. Todėl tai rodo, kad užuot suaktyvinę atsaką į stresą, PSY „raktas“ receptorių „užrakte“ jį išlaiko.
Norėdami patikrinti atsako į stresą pobūdį, mokslininkai augalus augino itin įtemptomis sąlygomis, naudodami šilumą, druską ir užkrėsdavo bakterijomis. Augalai, kuriems trūko PSY receptorių arba kurie nuolat gavo PSY hormoną, tinkamai nereagavo į stresą, todėl sumažėjo išgyvenamumas. Mokslininkai padarė išvadą, kad stresą patiriantys augalai nustoja gaminti PSY, kurio nebuvimas sukelia atsaką į stresą.
Norėdami paaiškinti šį reiškinį, mokslininkai pasiūlė mechanizmą, pagal kurį pažeistos ląstelės sumažina PSY hormonų koncentraciją ląstelių sluoksniuose, esančiuose šalia pažeistų vietų. Šis PSY trūkumas sukelia streso reakciją. Svarbu tai, kad tai gali paaiškinti, kodėl net pažeisti augalai gali siųsti pranešimus.
Užuot naudojusi ribotus išteklius naujam signalui sukurti, pažeista augalo ląstelė gali sustabdyti PSY hormono išsiskyrimą, suaktyvindama atsaką į stresą. Toks mechanizmas leistų subalansuoti atsparumą stresui ir susijusias energijos sąnaudas. Dėl to, net ir esant labiausiai įtemptoms aplinkos sąlygoms, augalai vis tiek gali augti valdydami savo ribotus išteklius.
Dauguma Arabidopsis aptinkamų mechanizmų randami ir kituose augaluose. Todėl šie rezultatai taikomi visoms kultūroms.