Како се очекује да ће климатске промене довести до чешћих периода суше, истраживачи све више раде на проналажењу открића која могу помоћи биљкама да се прилагоде дуготрајном стресу воде.
Истраживачи са Института Бојс Томпсон и Универзитета Корнел завршили су прву студију која је пружила свеобухватну слику промена експресије гена као одговора на стрес воде у воћу – парадајзу, Соланум лицоперсицум – идентификујући гене који би могли помоћи узгајивачима биљака да развију плодове који могу да се носе са услови суше.
Објављено у децембарском броју Плант Пхисиологи, рад је водио истраживачки тим Кармен Катала, доцент на БТИ и виши научни сарадник на Школи за интегративне науке о биљкама (СИПС) у Корнелу. Истраживачи сарадници укључују Јоцелин Росе, професорицу на СИПС-у, и професоре БТИ-а Јим Гиованнони, Зхангјун Феи и Лукас Муеллер, који су такође ванредни професори у СИПС-у.
„Идентификовали смо бројне гене који су укључени у одговор на стрес воде у плоду парадајза“, рекао је Катала. „Сада можемо да почнемо да бирамо гене кандидате који би могли да помогну узгајивачима да развију воће које се може прилагодити условима суше, и то не само парадајз, већ и грожђе, јабуке и меснато воће уопште. То је дугорочна потенцијална примена ових података."
Истраживачи су посматрали експресију гена у листовима парадајза и шест органа воћа (перикарп, плацента, септум, колумела, желе и семе) у две различите временске тачке (раст и зрело воће) и под четири различита стања воденог стреса (без, благи, средњи и јак).
Истраживачи су открили да се свако од ткива воћног органа мења на јединствен начин током времена.
„Мање од 1% експримираних гена који су били погођени стресом воде било је подељено између свих шест воћних ткива, а више од 50% погођених гена било је специфично за једно ткиво“, рекао је Цатала.
За разлику од негативних ефеката суше, које изазивају физиолошке поремећаје и губитак плодова, постоје неки позитивни ефекти повезани са сушом — барем са благом сушом.
На пример, истраживачи су открили да водени стрес повећава количину ликопена у зрелом воћу. Ликопен је антиоксиданс који има документоване здравствене предности. Воће које је под стресом имало је и већи ниво биосинтезе скроба, што би могло дати слађи парадајз.
Истраживачи су такође открили да би могли да "обуче" парадајз да буде отпорнији на будуће водене суше.
„Када смо посејали семе третираних биљака, открили смо да су саднице парадајза под стресом показале бољи опоравак од воденог стреса у поређењу са садницама контролног парадајза“, рекао је Филип Николас, постдокторски научник у лабораторији Катала и први аутор рада.
Николас је рекао да су идентификовали неколико гена чија је експресија изазвана стресом воде у зрелим семенима, који би могли да играју важну улогу у преношењу толеранције на стрес на воду следећој генерацији биљака.
Студија је била изазовна на неколико начина јер су истраживачи гледали воће. Већина студија о реакцијама биљака на стрес од суше испитује корење и листове садница јер их је релативно лако проучавати.
„Релативно је лако стрести саднице, али ако биљке превише стресете, оне неће цветати и развијати плодове“, рекао је Катала. „Поред тога, када желите да проучавате воће, морате да узгајате одрасле биљке, што захтева више времена, простора и укупних ресурса.