Οι ερευνητές χρησιμοποιούν το φως σύγχροτρον για να ξεφλουδίσουν κυριολεκτικά τα κυτταρικά τοιχώματα του κρεμμυδιού για να βοηθήσουν τα φυτά να αντέχουν καλύτερα τις πιέσεις που προκαλούνται από την κλιματική αλλαγή και τις ασθένειες.
«Γνωρίζουμε ότι υπήρξε πολλή ξηρασία στα λιβάδια, και τα προς το ζην των ανθρώπων είναι σταματημένα», είπε η Ariana Forand, φοιτήτρια μεταπτυχιακού στο Κολλέγιο Γεωργίας και Βιοπόρων στο Πανεπιστήμιο του Saskatchewan (USask). «Θα ήταν εκπληκτικό να βρούμε τροποποιήσεις που θα επέτρεπαν στα φυτά να αντιστέκονται σε πολλαπλές καταπονήσεις».
Ο Forand ηγήθηκε ενός έργου που διερεύνησε πώς το ασβέστιο και το βόριο διαδραματίζουν ευεργετικό ρόλο στην ενίσχυση των κυτταρικών τοιχωμάτων των φυτών, συμβάλλοντας στη μείωση της αφυδάτωσης που συνοδεύει τον παγετό και την ξηρασία και αυξάνοντας την αντίσταση στα Παθογόνα.
Όπως αποδείχθηκε, το τέλειο φυτό για να δοκιμαστεί η θεωρία ήταν τα κρεμμύδια.
Η ομάδα ανέλυσε δείγματα κρεμμυδιού και συνέλεξε δεδομένα στο Advanced Photon Source (APS) στο Ιλινόις, χάρη στη συνεργασία της εγκατάστασης με την καναδική πηγή φωτός (CLS) στο Πανεπιστήμιο του Saskatchewan.
«Αυτό το έργο βασίζεται πραγματικά στη δουλειά ενός προηγούμενου μεταπτυχιακού φοιτητή του USask, του Jun Liu, ο οποίος έκανε δουλειά παγωμένου στρες», είπε ο Forand, «και γνωρίζουμε ότι τόσο στην ξηρασία όσο και στο κρύο, τα φυτά χάνουν νερό με παρόμοιους τρόπους».
Τα κρεμμύδια είναι καλά φυτά για χρήση «επειδή μπορείτε εύκολα να αφαιρέσετε ένα μόνο στρώμα κυττάρων και να δείτε τις αλλαγές στο κυτταρικό τοίχωμα», μια δομή του φυτού κλειδί για την προστασία από καταπονήσεις διαφόρων ειδών.
Μοναδικό χαρακτηριστικό αυτής της έρευνας, τα αποτελέσματα της οποίας ήταν δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Plants, ήταν ότι εξέτασε πολλαπλές πιέσεις ταυτόχρονα – αφυδάτωση στα ουαλικά κρεμμύδια και τα μαγειρεμένα κρεμμύδια, και αντίσταση στα παθογόνα στο Arabidopsis, ένα μικρό ανθοφόρο ζιζάνιο εγγενές στην Αφρική.
Αφού πρόσθεσε ασβέστιο αναμεμειγμένο με νερό στα κρεμμύδια που καλλιεργήθηκαν στο θερμοκήπιο, ο Forand χρησιμοποίησε μικροσκόπιο ακτίνων Χ σύγχροτρον για να επιβεβαιώσει όχι μόνο ότι τα φυτά είχαν προσλάβει το ασβέστιο αλλά ότι εντοπίστηκε στο κυτταρικό τοίχωμα.
Περαιτέρω δοκιμές με ξηρές συνθήκες έδειξε μείωση της απώλειας νερού στα φυτά που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία. Ομοίως, το βόριο είναι γνωστό ότι δεσμεύεται με την πηκτίνη στα κυτταρικά τοιχώματα του Arabidopsis, ενισχύοντας την αντοχή του στην εισαγόμενη ασθένεια.
«Ψάχναμε τρόπους για να ενισχύσουμε δομικά τα κυτταρικά τοιχώματα», είπε ο Forand. Η επιβεβαίωση ότι το ασβέστιο και το βόριο μειώνουν τον αντίκτυπο της απώλειας υγρασίας και των ασθενειών ανοίγει την πόρτα στην αναζήτηση παρόμοιου αποτελέσματος σε άλλα φυτά.
Η Δρ Karen Tanino, καθηγήτρια φυτικών επιστημών στο USask και επιβλέπων του Forand, είπε ότι σε κάθε δεδομένο έτος, «ένα άγχος θα μπορούσε να είναι πιο διαδεδομένο από ένα άλλο – απλά δεν μπορείς πραγματικά να προβλέψεις τι θα είναι. Αυτή η έρευνα παρουσιάζει μια ευκαιρία για την προστασία των φυτών από τις διακυμάνσεις του στρες από έτος σε έτος».
Τόσο ο Forand όσο και ο Tanino πιστεύουν ότι η επέκταση της έρευνάς τους παρέχει ευκαιρίες για ενίσχυση της αντοχής στην απώλεια υγρασίας και στις ασθένειες τόσο στις καλλιέργειες αγρών όσο και στη βιομηχανία κηπευτικών.
Για περισσότερες πληροφορίες:
Victoria Schramm
Καναδική πηγή φωτός
Τηλ: + 1 306-657-3516
Email: victoria.schramm@lightsource.ca