این یافته در 29 آگوست 2022 در مجله نیچر کامیونیکیشنز (Nature Communications) منتشر شد، به دانشمندان کمک می کند تا پیش بینی کنند که گیاهان چگونه به تغییرات آب وهوایی واکنش نشان می دهند و بهره وری محصول را علی رغم مضرات عملکرد جهانی افزایش می دهند.
افزایش دما:
پروفسور جوآن چوری، نویسنده ارشد، مدیر آزمایشگاه زیست شناسی مولکولی و سلولی گیاهی سالک و هاوارد، می گوید: «در حال حاضر، ما محصولات را در تراکم های خاصی پرورش می دهیم، اما یافته های ما نشان می دهد که باید این تراکم ها را برای بهینه سازی رشد با تغییر آب و هوا کاهش دهیم. محقق موسسه پزشکی هیوز "درک اساس مولکولی نحوه واکنش گیاهان به نور و دما به ما این امکان را می دهد که تراکم محصول را به روشی خاص تنظیم کنیم که منجر به رشد و تهیه بهترین محصول شود."
روند آزمایش:
در طول جوانه زدن، نهال ها به سرعت ساقه های خود را بلند می کنند تا از خاک پوشاننده عبور کنند تا نور خورشید را در سریع ترین زمان ممکن جذب کنند. به طور معمول، ساقه پس از قرار گرفتن در معرض نور خورشید رشد خود را کاهش میدهد اما اگر گیاه در حال رقابت با گیاهان اطراف برای دریافت نور خورشید باشد، یا در پاسخ به دمای بالا برای افزایش فاصله بین زمین داغ و برگ های گیاه، ساقه می تواند دوباره به سرعت رشد خود را افزایش دهد در حالی که هر دو شرایط محیطی یعنی وجود سایه و دمای بالا باعث رشد ساقه می شوند، عملکرد را نیز کاهش می دهند.
در این مطالعه، دانشمندان گیاهانی را که همزمان در سایه و دمای بالا رشد می کنند مقایسه کردند . دانشمندان از گیاهی به نام گوش موشی و همچنین گوجه فرنگی و یکی از گیاهان نزدیک به تنباکو استفاده کردند، زیرا آنها علاقه مند بودند ببینند که آیا هر سه گونه گیاهی به طور مشابه تحت تأثیر این شرایط محیطی قرار می گیرند یا خیر.
در هر سه گونه، این تیم متوجه شد که گیاهان زمانی که به طور همزمان سعی می کردند از سایه ایجاد شده توسط گیاهان همسایه و قرار گرفتن در معرض دماهای بالاتر جلوگیری کنند، بسیار بلند می شوند. در سطح مولکولی، محققان کشف کردند عامل PIF7، پروتئینی است که به روشن و خاموش کردن ژن ها کمک می کند، عامل اصلی افزایش رشد سریع است. آنها همچنین دریافتند که هورمون رشد اکسین زمانی که گیاهان، گیاهان همسایه خود را شناسایی کردند، افزایش یافت که باعث رشد در پاسخ به دمای بالاتر شد. این تعامل پروتئینی و هورمون محرک اکسیژن به گیاهان اجازه داد تا به محیط خود پاسخ دهند و برای جستجوی بهترین شرایط رشد سازگار شوند.
محققان بر این باورند که عامل دیگری وجود دارد که هنوز کشف نشده است که اثر پروتئینPIF7 و هورمون محرک اکسین را تقویت می کند. آنها امیدوارند این عامل ناشناخته را در مطالعات آینده بررسی کنند و آزمایشگاهای بسیاری در حال بررسی چگونگی بهینه سازی این مسیر در گیاهان زراعی هستند.
