Biolodzy z National University of Singapore odkryli, w jaki sposób rośliny hamują tworzenie się aparatów szparkowych i mikroskopijnych porów na ich powierzchni, aby ograniczyć utratę wody podczas suszy. Portal Pys.org.
Szparki, które znajdują się na powierzchni liści, są ważne dla wymiany gazowej między roślinami a atmosferą. Jednak są również głównym źródłem utraty wody, gdy opuszcza ona liście w postaci pary wodnej. Gdy brakuje wody, rośliny wykonują dwie reakcje aparatów szparkowych w celu oszczędzania wody: zamykają pory istniejących aparatów szparkowych i ograniczają powstawanie nowych.
Te reakcje, w których pośredniczy kwas abscysynowy (ABA), mają kluczowe znaczenie dla adaptacji roślin do suszy i są szczególnie ważne dla utrzymania wydajności rolnictwa w zmieniającym się klimacie. Jednak nie badano wcześniej, w jaki sposób ABA hamuje produkcję aparatów szparkowych.
W najnowszej wersji Postępy nauki Zespół badawczy kierowany przez profesora nadzwyczajnego LAU On Sun z Wydziału Nauk Biologicznych Narodowego Uniwersytetu Singapuru poinformował o mechanizmie leżącym u podstaw zahamowania rozwoju aparatów szparkowych za pośrednictwem suszy.
Naukowcy odkryli, że główne kinazy sygnalizacyjne ABA aktywowane przez suszę bezpośrednio fosforylują główny regulator aparatu szparkowego SPEECHLESS (SPCH). Fosforylacja odnosi się do dodania grupy fosforanowej do cząsteczki. Ta indukowana przez ABA fosforylacja białka SPCH zachodzi w dwóch różnych miejscach i powoduje degradację SPCH.
Ponieważ SPCH sprzyja rozwojowi aparatów szparkowych, fosforylacja SPCH prowadzi do obniżenia poziomu SPCH i liczby aparatów szparkowych, a eliminacja tych miejsc (próbka S240/271A) skutkowała odwrotną odpowiedzią. Co ważne, naukowcy wykazali również, że rośliny ze zmienionymi miejscami fosforylacji SPCH wykazywały zróżnicowaną tolerancję na suszę.
Wyniki te pokazują, że pewien „kod” leży u podstaw kluczowej reakcji roślin na oszczędzanie wody. Manipulując nim, mogliśmy dostroić tolerancję roślin uprawnych na suszę i pomóc zoptymalizować je pod kątem różnych warunków uprawy, od rolnictwa tradycyjnego po miejskie.