Biologen der National University of Singapore haben herausgefunden, wie Pflanzen die Bildung von Stomata und mikroskopisch kleinen Poren auf ihrer Oberfläche hemmen, um den Wasserverlust während einer Dürre zu begrenzen. Pys.org-Portal.
Stomata, die auf der Oberfläche von Blättern vorhanden sind, sind wichtig für den Gasaustausch zwischen Pflanzen und der Atmosphäre. Sie sind jedoch auch die Hauptquellen für Wasserverluste, wenn es die Blätter als Wasserdampf verlässt. Bei Wassermangel führen Pflanzen zwei Stomata-Reaktionen durch, um Wasser zu sparen: Sie schließen die Poren bestehender Stomata und begrenzen die Neubildung.
Diese Reaktionen, die durch Abscisinsäure (ABA) vermittelt werden, sind entscheidend für die Pflanzenanpassung an Trockenheit und besonders wichtig für die Aufrechterhaltung der landwirtschaftlichen Effizienz in einem sich ändernden Klima. Es wurde jedoch bisher nicht genau untersucht, wie ABA die stomatale Produktion hemmt.
In der neusten Ausgabe Wissenschaft Fortschritte Ein Forschungsteam unter der Leitung von LAU Associate Professor On Sun vom Department of Biological Sciences der National University of Singapore berichtete über den Mechanismus, der dieser dürrebedingten Unterdrückung der Stomaentwicklung zugrunde liegt.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die wichtigsten dürreaktivierten ABA-Signalkinasen den Master-Stomatal-Regulator SPEECHLESS (SPCH) direkt phosphorylieren. Phosphorylierung bezieht sich auf die Addition einer Phosphatgruppe an ein Molekül. Diese ABA-induzierte Phosphorylierung des SPCH-Proteins tritt an zwei verschiedenen Stellen auf und verursacht den Abbau von SPCH.
Da SPCH die Entwicklung der Stomata fördert, führt die SPCH-Phosphorylierung zu einer Abnahme der SPCH-Spiegel und der Anzahl der Stomata, und die Eliminierung dieser Stellen (Probe S240/271A) führte zur gegenteiligen Reaktion. Wichtig ist, dass die Forscher auch zeigten, dass Pflanzen mit veränderten SPCH-Phosphorylierungsstellen eine unterschiedliche Dürretoleranz aufwiesen.
Diese Ergebnisse zeigen, dass ein bestimmter "Code" einer Schlüsselantwort von Pflanzen zum Sparen von Wasser zugrunde liegt. Indem wir es manipulieren, könnten wir die Dürretoleranz von Nutzpflanzen feinabstimmen und dazu beitragen, sie für eine Vielzahl von Wachstumsbedingungen zu optimieren, von der traditionellen bis zur städtischen Landwirtschaft.