Naukowcy odkrywają, jak małe rośliny rywalizują z większymi o światło
Czy zastanawialiście się kiedyś, w jaki sposób małe rośliny uzyskują dostęp do światła, kiedy są otoczone większymi? Naukowcy z Holandii i Niemiec twierdzą, że rośliny radzą sobie z tym problemem adaptując się za pomocą szybkiego wydłużania pędów i wyciągania liści w kierunku światła słonecznego. Badania, których wyniki zostały zaprezentowane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), pokazują ów proces adaptacji, a w konsekwencji proces wzrostu tego typu roślin. Naukowcy z Uniwersytetu w Utrechcie w Holandii i z Ruhr-Universitaet-Bochum (RUB) w Niemczech twierdzą, że do tej pory brakowało informacji na temat podstaw molekularnych "syndromu unikania cienia". Przeprowadzone prace umożliwiły im poznanie ścieżki regulacyjnej, gdzie określone białko transportowe (PIN3) umożliwia gromadzenie się hormonu roślinnego - auksyny. Auksyna jest decydującym elementem procesu adaptacji w zewnętrznych warstwach komórkowych rośliny, stymulując proces wzrostu. Z uwagi na fakt, że mniejsze rośliny są narażone na większe ryzyko zacienienia przez większych sąsiadów, dysponują one rozmaitymi mechanizmami, które pomagają im przystosować się i umożliwiają skuteczne rywalizowanie z sąsiadami. Zapewniają one mniejszym roślinom bardziej elastyczną reakcję, jak twierdzi zespół, dodając że do realizacji tego procesu niezbędna jest stała percepcja intensywności i jakości światła. Profesor Stephan Pollmann z RUB podkreśla, że chlorofil - fotosyntetyczny pigment w liściach - absorbuje niemal wszystkie cienie niebieskiego i dalekiej czerwieni, pozwalając jedynie ciemnoczerwonemu światłu przenikać przez liście. Zdaniem zespołu, kiedy roślina jest zacieniona przez listowie, zachodzi znacząca zmiana w proporcji między czerwienią a czerwienią daleką. Gdy receptory światła rośliny zarejestrują taką zmianę, uruchamiają kilka mechanizmów przystosowania się w ramach procesu rozwoju i wzrostu. To zjawisko nazywane jest "syndromem unikania cienia". W efekcie zwiększa się wzrost pędów i ruch wznoszący liści (tj. reakcja hiponastii) rośliny. Naukowcy twierdzą, że rośliny naczyniowe wytwarzają cały szereg rozmaitych małych molekuł sygnalizujących, zwanych fitohormonami, które regulują procesy wzrostu i różnicowania się. Profesor Pollmann podkreśla, iż wiadomo było, że oddziaływanie auksyny opiera się na interakcji jej powstawania i transportowania oraz transdukcji sygnału. Proces pozostaje pod wpływem proporcji między czerwienią a czerwienią daleką. Zasadnicze pytanie brzmiało, jak to działa? Dr Ronald Pierik z Uniwersytetu w Utrechcie wraz z kolegami odkrył, że wzrost pędów w czasie wyższej proporcji czerwieni w stosunku do czerwieni dalekiej zależy od nienaruszonego mechanizmu percepcji auksyny oraz jej nagromadzenia w pędzie. Białko transportowe auksyny PIN-FORMED 3 (PIN3) jest w dużej mierze odpowiedzialne za jej gromadzenie się - twierdzą naukowcy. Wysoka proporcja czerwieni w stosunku do czerwieni dalekiej sprzyja wytwarzaniu białka PIN3. Naukowcy zauważają, że gromadzi się ono przede wszystkim w bocznych ścianach komórek endodermy. Rozmieszczenie białka PIN3 wywołuje przepływ auksyny w kierunku warstw komórek epidermy, doprowadzając skutecznie do wydłużania pędów. Profesor Pollmann wraz z zespołem wykorzystał zaawansowaną spektrometrię mas do ilościowego określenia i porównania zawartości auksyny w dzikich oraz genetycznie stworzonych mutantach białka PIN3, które nie są w stanie wytworzyć białka transportowego. Naukowcy odkryli, że syndrom unikania cienia nie występował u roślin zmienionych genetycznie, pozbawionych białka PIN3. "Można zatem wywieść istotną rolę gromadzenia się auksyny, kontrolowanego przez białko PIN3, w reakcji unikania cienia" - mówi profesor Pollmann.Więcej informacji: Uniwersytet w Utrechcie: http://www.uu.nl/EN/Pages/default.aspx Ruhr-Universitaet-Bochum (RUB): http://www.ruhr-uni-bochum.de/index_en.htm PNAS: http://www.pnas.org/
Kraje
Niemcy, Niderlandy