Дослідники використовують синхротронне світло щоб "очистити цибулину" на клітинних стінках
Дослідники використовують синхротронне світло, щоб "очистити цибулину" на клітинних стінках, щоб допомогти сільськогосподарським культурам протистояти посусі та хворобам.
«Ми знаємо, що в преріях була сильна посуха, і засоби до існування людей знаходяться під загрозою», — сказала Аріана Форанд, студентка магістратури коледжу сільського господарства та біоресурсів університету Саскачевану (USask). «Було б дивно знайти модифікації, які дозволять рослинам протистояти множинним стресам».
Форанд нещодавно очолив проект, в якому вивчалося, як кальцій і бор відіграють корисну роль у зміцненні клітинних стінок рослин, допомагаючи зменшити зневоднення, що виникає при замерзанні і посухах, і підвищуючи стійкість до патогенів.
Як виявилося, ідеальним рослиною для перевірки теорії була цибуля.
Команда проаналізувала зразки цибулі та зібрала дані в розширеному джерелі фотонів (APS) в Іллінойсі завдяки партнерству об'єкта з канадським джерелом світла (CLS) в університеті Саскачевану.
«Цей проект дійсно заснований на роботі попереднього студента магістратури USask, Цзюня Лю, який займався стресом від заморожування, — сказав Форанд, — і ми знаємо , що як в посуху, так і в холод рослини втрачають воду однаковим чином».
Цибуля є гарною рослиною для використання "Тому що ви можете легко відокремити один шар клітин і побачити зміни в клітинній стінці", ключовий елемент структури рослини для захисту від різних видів стресу.
Унікальною особливістю цього дослідження, результати якого були опубліковані в журналі «Рослини», було те, що в ньому розглядалося відразу кілька стресів — зневоднення у валлійської та кулінарної цибулі, а також стійкість до патогенів арабідопсису, невеликого квітучого бур'яну, що росте в Африці.
Після додавання кальцію, змішаного з водою, до цибулі, вирощеної в теплиці, Форанд використовував синхротронну рентгенівську мікроскопію, щоб підтвердити не тільки те, що рослини поглинули кальцій, але і те, що він локалізований в клітинній стінці.
Подальші випробування в сухих умовах показали зниження втрати води обробленими рослинами. Точно так само відомо, що бор зв'язується з пектином в клітинних стінках арабідопсису, посилюючи його стійкість до занесених хвороб.
"Ми шукали способи структурного зміцнення клітинних стінок", - сказав Форанд. Підтвердження того, що кальцій і бор зменшують вплив втрати вологи і хвороб, відкриває двері для пошуку аналогічного ефекту у інших рослин.
Доктор Карен Таніно, професор наук про рослини в США та Науковий керівник Форанда, сказав, що в будь — який конкретний рік «Один стрес може бути більш поширеним, ніж інший-ви просто не можете точно передбачити, яким він буде. Це дослідження дає можливість захистити рослини від змін стресу з року в рік».
І Форанд, і Таніно вважають, що розширення їх досліджень дає можливість посилити стійкість до втрати вологи і хвороб як у польових культур, так і в садівництві.
Таніно, перший дослідник рослин з США, який використовував синхротронні методи в CLS в проекті, який вивчав — за збігом-морозостійкість-цибулі, сказав, що, хоча зміцнення клітинних стінок рослин від різних стресів — це не срібна куля, «це перша лінія оборони».
Також читайте: