Бидејќи климатските промени се очекува да доведат до почести периоди на суша, истражувачите сè повеќе работат на откритија кои можат да им помогнат на растенијата да се прилагодат на продолжениот воден стрес.
Истражувачите од Институтот Бојс Томпсон и Универзитетот Корнел ја завршија првата студија за да се обезбеди сеопфатна слика за промените во генската експресија како одговор на стресот на водата во овошјето - доматот, Solanum lycopersicum - идентификувајќи гени кои би можеле да им помогнат на одгледувачите на растенија да развијат овошје што може да се справи со сушни услови.
Објавено во декемвриското издание на Физиологија на растенијата, работата ја водеше истражувачкиот тим на Кармен Катала, доцент на ОТИ и виш научен соработник во Факултетот за интегративна наука за растенијата (SIPS) во Корнел. Меѓу истражувачите кои соработуваат се Џоселин Роуз, професорка по СИПС и професорите од ОТИ, Џим Џованони, Жанџун Феи и Лукас Мулер, кои се исто така помошни професори во СИПС.
„Идентификувавме голем број гени кои се вклучени во одговорот на воден стрес во овошјето од домати“, рече Катала. „Сега можеме да започнеме да избираме кандидатски гени кои би можеле да им помогнат на одгледувачите да развијат овошје што може да се прилагоди на условите на суша, а не само доматите, туку и грозјето, јаболката и месести плодови воопшто. Тоа е долгорочна потенцијална примена на овие податоци“.
Истражувачите ја разгледаа генската експресија во лисјата на доматот и шест овошни органи (перикарп, плацента, септум, колумела, желе и семиња) во две различни временски точки (растење и зрело овошје) и под четири различни услови на воден стрес (нема, благ, среден и силна).
Истражувачите откриле дека секое ткиво на овошните органи се менувало на уникатен начин со текот на времето.
„Помалку од 1% од изразените гени кои беа погодени од воден стрес беа споделени меѓу сите шест овошни ткива, а повеќе од 50% од засегнатите гени беа специфични за едно ткиво“, рече Катала.
За разлика од негативните ефекти на сушата, која предизвикува физиолошки нарушувања и губење на овошје, има некои позитивни ефекти поврзани со сушата - барем со блага суша.
На пример, истражувачите откриле дека стресот од вода ја зголемува количината на ликопен во зрелото овошје. Ликопенот е антиоксиданс кој има документирани здравствени придобивки. Овошјето под стрес имало и повисоки нивоа на биосинтеза на скроб, што може да даде послатки домати.
Истражувачите откриле и дека можат да ги „тренираат“ доматите да бидат поотпорни на идните водени суши.
„Кога ги посеавме семето од третираните растенија, откривме дека садници од под стрес домати покажаа подобрено закрепнување од воден стрес во споредба со садници од контролни домати“, рече Филип Николас, постдокторски научник во лабораторијата во Катала и прв автор на трудот.
Николас рече дека идентификувале неколку гени чиешто изразување е предизвикано од воден стрес кај зрелите семиња, кои би можеле да играат важна улога во давањето толеранција на воден стрес на следната генерација на растенија.
Студијата беше предизвикувачка на неколку начини, бидејќи истражувачите гледаа овошје. Повеќето студии за одговорот на растенијата на стресот од суша ги испитуваат корените и лисјата на расад бидејќи тие се релативно лесни за проучување.
„Релативно е лесно да се нагласат садници, но ако премногу ги напрегате растенијата, тогаш тие нема да цветаат и да развијат плод“, рече Катала. „Плус, кога сакате да учите овошје, мора да одгледувате возрасни растенија, за што е потребно повеќе време, простор и севкупни ресурси“.