Pētnieki izmanto sinhrotronu gaismu, lai burtiski nolobītu sīpolu šūnu sienas, lai palīdzētu augiem labāk izturēt klimata pārmaiņu un slimību radīto stresu.
"Mēs zinām, ka prērijās ir bijis liels sausums, un cilvēku iztikas līdzekļi ir apdraudēti," sacīja Ariana Foranda, Saskačevanas Universitātes (ASV) Lauksaimniecības un bioresursu koledžas maģistrantūras studente. "Būtu pārsteidzoši atrast modifikācijas, kas ļautu augiem izturēt vairākus stresus."
Forands vadīja projektu, kurā pētīja, kā kalcijam un boram ir labvēlīga loma augu šūnu sieniņu stiprināšanā, palīdzot samazināt dehidratāciju, ko rada sasalšana un sausums, un palielinot izturību pret patogēni.
Kā izrādījās, ideāls augs teorijas pārbaudei bija sīpoli.
Komanda analizēja sīpolu paraugus un savāca datus Advanced Photon Source (APS) Ilinoisā, pateicoties objekta partnerībai ar Kanādas gaismas avotu (CLS) Saskačevanas Universitātē.
"Šis projekts patiešām balstās uz iepriekšējā USask maģistrantūras studenta Jun Liu darbu, kurš strādāja ar sasalšanas stresu," sacīja Forands, "un mēs zinām, ka gan sausuma, gan aukstuma laikā augi zaudē ūdeni līdzīgā veidā."
Sīpoli ir labi lietojami augi, "jo jūs varat viegli nolobīt vienu šūnu slāni un redzēt izmaiņas šūnu sieniņās", kas ir augu struktūras atslēga, lai aizsargātu pret dažāda veida spriegumiem.
Šī pētījuma unikāla iezīme, kuras rezultāti tika publicēts žurnālā Plants, bija tas, ka tajā tika aplūkoti vairāki spriedzes gadījumi vienlaikus — dehidratācija Velsas sīpolos un vārāmajos sīpolos un patogēnu rezistence Arabidopsis, maza ziedoša nezāle, kuras dzimtene ir Āfrika.
Pēc tam, kad siltumnīcā audzētajiem sīpoliem tika pievienots ar ūdeni sajaukts kalcijs, Forands izmantoja sinhrotronu rentgena mikroskopiju, lai apstiprinātu ne tikai to, ka augi ir uzņēmuši kalciju, bet arī to, ka tas ir lokalizēts šūnu sieniņā.
Turpmāka pārbaude sausos apstākļos parādīja ūdens zudumu samazināšanos apstrādātajos augos. Tāpat ir zināms, ka bors saistās ar pektīnu Arabidopsis šūnu sieniņās, stiprinot tā izturību pret ievestām slimībām.
"Mēs meklējām veidus, kā strukturāli nostiprināt šūnu sienas," sacīja Forands. Apstiprinot, ka kalcijs un bors samazina mitruma zuduma un slimību ietekmi, paver iespēju meklēt līdzīgu efektu citos augos.
Dr. Karen Tanino, USask augu zinātņu profesore un Foranda vadītāja, teica, ka jebkurā konkrētā gadā "viens stress varētu būt vairāk izplatīts nekā otrs - jūs vienkārši nevarat paredzēt, kas tas būs. Šis pētījums sniedz iespēju aizsargāt augus pret stresa izmaiņām gadu no gada.
Gan Forands, gan Tanino uzskata, ka savu pētījumu paplašināšana paver iespējas stiprināt izturību pret mitruma zudumu un slimībām gan lauka kultūrās, gan dārzkopības nozarē.
Lai iegūtu vairāk informācijas:
Viktorija Šrama
Kanādas gaismas avots
Tālr .: + 1 306-657-3516
E-pasts: victoria.schramm@lightsource.ca