Biologiczne procesy regulujące reakcję roślin na stres
Stresory środowiskowe to największa przeszkoda na drodze do poprawy produktywności upraw. Z tego powodu badacze starają się zrozumieć, jak działają sieci adaptacyjne regulujące reakcję roślin na stres. Najważniejszym hormonem wpływającym na koordynację wzrostu i procesów behawioralnych roślin jest auksyna. To właśnie dystrybucja tego hormonu w tkankach roślinnych ma największy wpływ na ich rozwój. W warunkach stresu rośliny produkują reaktywne formy tlenu (ROS, Reactive Oxygen Species), które – między innymi – oddziałują na auksynę. To może doprowadzić do reorientacji procesów wzrostu jako reakcji rośliny na stres. Również sama auksyna może wywołać produkcję ROS. Coraz więcej dowodów wskazuje, że wzajemne oddziaływania między auksyną a reaktywnymi formami tlenu mogą modulować rozwój roślin w sposób ograniczający skutki narażenia na stres środowiskowy. W proces ten zaangażowana jest też fotosynteza, która aktywuje reakcje wpływające na równowagę ROS-auksyna. W ramach unijnej inicjatywy ROS-AUXIN (ROS and auxin crosstalk during plant development and stress adaptation) zbadano złożone interakcje między reaktywnymi formami tlenu a auksyną oraz rolę fotosyntezy w tym związku. Do badań wybrano modelowy gatunek rzodkiewnika. Zespół opracował też nową metodę przesiewowego badania nasion rzodkiewnika, pozwalającą monitorować wydajność fotosyntezy i wzrost roślin. Następnie rzodkiewnik, poddany działaniu stresorów, był monitorowany pod kątem reakcji na stres. Na warunki stresu narażone było zarówno dzikie odmiany rzodkiewnika, jak i odmiany zmutowane, nadmiernie ekspresjonujące określone geny odpowiedzialne za kontrolę auksyny. Rezultaty osiągnięte przez uczestników projektu przyczynią się do rozszyfrowania elementów sieci regulatorowej ROS-auksyna zaangażowanych w procesy adaptacji roślin do warunków stresu. W przypadku każdego mutanta badacze potrafili określić, czy dane stresory powodowały większy czy mniejszy wzrost i bardziej lub mniej wydajną fotosyntezę w porównaniu do odmian dzikich. Wyniki projektu ROS-AUXIN pozwoliły odkryć rolę genów regulujących ekspresję auksyny w procesach adaptacji oraz ich wpływ na rozwój roślin i fotosyntezę. Dokładne poznanie reakcji roślin na stresory środowiskowe z pewnością pomoże opracować nowe strategie poprawiające wydajność upraw.
Słowa kluczowe
Auksyna, reaktywne formy tlenu, rozwój roślin, fotosynteza, ROS-AUXIN
