Kasvien tutkimus äskettäin ajatus: Light -kontrolloituja puolustusmekanismeja salattu

Kasvien tutkimus äskettäin ajatus: Light -kontrolloituja puolustusmekanismeja salattu

Kasvitutkimuksen kiehtovassa maailmassa tutkijat ovat edistyneet merkittävästi. Päinvastoin kuin monet muut elävät asiat, kasvit eivät pysty siirtymään toiseen sijaintiin saalistajien tai epäsuotuisten ympäristöolosuhteiden uhkien sattuessa. Tämä tarkoittaa, että heidän oli kehitettävä innovatiivisia strategioita selviytyäkseen. Tulokset siitä, kuinka kasvit reagoivat uhkiin, on äskettäin julkaissut Würzburgin Julius Maximilians -yliopiston (JMU) Julius Maximilians -yliopistossa ja voisivat mullistaa vihannessignaaliprosesseistamme tietojemme perusteet.

Kalsiumin keskeinen rooli

Avaintekijä kasvien reaktiossa stressiin on sekundaarinen lähettiläs kalsium. Solun kalsiumtasoon muutokset aktivoivat erilaisia puolustusmekanismeja. Kuitenkin havaittiin myös, että muutoksilla kalvopotentiaalissa, ts. Solujen sähköisesti varautuneilla pinnoilla, on tärkeä rooli.

innovatiivinen valaistuksen hallinta ja rodopsiini

Tutkimuksessaan tutkijat työskentelivät tupakkakasvien kanssa, jotka on varustettu erityisillä ionikanavilla, jotka voidaan aktivoida valolla. Tämä optogeneettinen menetelmä, joka on jo mullistanut neurotieteet, on siirretty kasvien tutkimukseen. Levästä tulevat kanavahodopsiini ovat välttämättömiä tälle tekniikalle ja mahdollistavat soluprosessien kohdennetut manipulaatiot kevyiden säteiden kautta.

Kanavan rodopsiinien käytön merkittävä eteneminen oli vuosikymmenien tutkimuksen seurausta. Yli 20 vuotta sitten Peter Hegemann, Georg Nagel ja Ernst Bamberg loivat perustan optogenetiikkaan. Tässä tutkimuksessa tutkijat pystyivät osoittamaan, että tupakkakasveissa olevien kalsiumkanavien aktivoinnilla on ratkaiseva rooli heidän stressireaktioissa.

teknisten haasteiden voittaminen

Toinen tärkeä yksityiskohta oli käytetty valonlähde. Rhodopsiinin ei -toivottujen aktivointien välttämiseksi kasveja oli pidettävä erityisissä kasvukammioissa punaisella LED -valolla. Näissä olosuhteissa kasvit osoittivat terveellistä kehitystä ja mahdollistivat tarkat kokeet, joita tarvittiin kalsiumin roolin testaamiseksi kasvien stressivasteessa.

Yrtti -puolustusmekanismien tuntemus

Tutkimus osoitti selvästi, että vesistressi ja tunkeilijoiden havaitseminen aktivoivat kasvien erilaiset signaaliretit. Kalsiumkanavia käyttäneissä kasveissa ei kasvihormonin abscordiinihapon (ABA) lisääntymistä ei pitänyt määrittää optogeneettisen stimulaation jälkeen. Sitä vastoin anionikanavien kasvit reagoivat puolustusreaktiolla, joka ilmaisi esimerkiksi kuivutetut lehdet.

Toinen merkittävä kohta on reaktiivisten happilajien (ROS) vapautuminen, jonka tutkijat voivat mitata. Nämä reaktiot ovat osa puolustusmekanismeja, jotka aktivoivat kasvit petoeläimiä vastaan. Näiden havaintojen yhdistelmä edustaa tärkeätä vaihetta kasvien signaalinkäsittelyssä ja avaa oven jatkotutkimusta varten.

Kaiken kaikkiaan tutkimuksen kirjoittajat tunnustavat, että nämä löytöt voivat olla vain uuden aikakauden alku kasvitutkimuksessa. Mahdollisuudella käyttää tehokkaita optogeneettisiä työkaluja kasvien monimutkaisten signaalireittien analysoimiseksi on epäilemättä vaikutusta lukuisiin tutkimusaloille.