Pronađen novi molekul koji povećava otpornost biljaka na klimatske promene

Foto: Pixabay

Novo istraživanje koje je sprovedeno na Univerzitetu Istočna Anglija (UEA) donelo je značajna otkrića u oblasti biljne genetike, identifikujući genekoji omogućavaju biljkama da proizvode novu anti-stresnu molekul dimetilsulfoniopropionat (DMSP), piše SciTech Daily.

Ova studija, objavljena u prestižnom časopisu Nature Communications, predstavlja prvi put da su istraživači uspeli da precizno opišu mehanizme koji pomažu biljkama da rastu u stresnim uslovima, otvarajući nove mogućnosti za razvoj održivih prehrambenih kultura usred globalnih klimatskih promena.

Preporučujemo

DMSP je prirodni molekul koji većina biljaka proizvodi kao odgovor na stresne uslove, kao što su visoki nivoi saliniteta i suša. Ovaj molekul ne samo da pomaže biljkama da prežive u nepovoljnim uslovima, već takođe ima važnu ulogu u globalnim ekološkim procesima. Naime, DMSP se može pretvoriti u dimetilsulfid (DMS), gas koji ima potencijal da utiče na klimu stvaranjem oblaka koji reflektuju sunčevu svetlost, čime se smanjuje efekat staklene bašte.

Zanimljivo je da su neke biljke, poput slatinske trave Spartina, posebno sposobne da akumuliraju visoke nivoe DMSP-a. Ove visoke koncentracije DMSP-a omogućavaju biljkama da prežive u slanim obalskim područjima, gde druge biljke ne bi mogle da opstanu. Ovo otkriće je posebno važno za poboljšanje otpornosti poljoprivrednih useva na so i sušu, što je ključno za povećanje proizvodnje hrane u svetu koji se suočava s klimatskim promenama.

U okviru istraživanja, tim naučnika je uporedio gene Spartina anglica, koji proizvode visoke nivoe DMSP-a, sa genima drugih biljaka koje takođe proizvode DMSP, ali u znatno nižim koncentracijama. Mnoge od ovih biljnih vrsta sa niskim akumuliranjem DMSP-a ključne su poljoprivredne kulture, kao što su ječam i pšenica, koje pokrivaju velike površine u Velikoj Britaniji.

Naučnici su identifikovali tri enzima koja su ključna za visoku proizvodnju DMSP-a u Spartina anglica. Ovi enzimi igraju vitalnu ulogu u procesu sinteze DMSP-a, koji pomaže biljkama da se zaštite od stresa uzrokovanog neprijateljskim uslovima okoline. Ovo otkriće može imati dalekosežne posledice za poljoprivredu, jer može omogućiti inženjering biljaka koje su sposobne da same proizvode DMSP, čime se može značajno poboljšati njihova otpornost na stres.

Prema profesoru Jonu Todu iz UEA-ove Škole za biološke nauke, studija pokazuje da većina biljaka proizvodi anti-stres jedinjenje DMSP, ali da je slatinska trava Spartina posebna zbog visokog nivoa koji akumulira. Ovo je važno jer su Spartina močvare globalno važne za proizvodnju DMSP-a i stvaranje klimatski hlađeg gasa dimetilsulfida putem mikroba koji razgrađuju DMSP. Ovo ukazuje na značaj slatinskih ekosistema kao ključnih područja za istraživanje i zaštitu, zbog njihove uloge u globalnim ciklusima ugljenika i sumpora.

Istraživanje sugeriše da dodatak DMSP-a u tlo ili razvoj biljaka koje same proizvode DMSP može poboljšati otpornost useva u zemljištima siromašnim azotom, što bi moglo povećati poljoprivrednu produktivnost. Ovaj pristup može biti posebno koristan u sušnim regionima i onim sa visokim salinitetom, gde tradicionalne metode uzgoja često ne uspevaju.

- Ovo otkriće pruža fundamentalno razumevanje o tome kako biljke tolerišu stres i nudi obećavajuće mogućnosti za poboljšanje tolerancije useva na salinitet i sušu, što je važno za unapređenje održivosti u poljoprivredi u kontekstu globalnih klimatskih promena – tekao je dr Ben Miler, vodeći autor ustraživanja, naglašavajući važnost ovog istraživanja.

Osim toga, istraživanje otkriva da slatinske ekosisteme, posebno one u kojima dominira Spartina, igraju ključnu ulogu u globalnom ciklusu ugljenika i sumpora. DMSP ne samo da pomaže biljkama u preživljavanju, već i doprinosi ekosistemskim uslugama koje su važne za održavanje ravnoteže u prirodi.

Kako se svet suočava sa izazovima klimatskih promena i potreba za održivom poljoprivredom postaje sve važnija, otkrića kao što su ova predstavljaju ključni korak napred. Razumevanje genetskih mehanizama koji omogućavaju biljkama da se bore protiv stresa može otvoriti vrata za razvoj novih strategija u poljoprivredi koje će omogućiti otpornije i produktivnije useve. Ova istraživanja ističu značaj saradnje među naučnicima iz različitih disciplina, uključujući biologiju, hemiju i ekologiju, kako bi se pronašla rešenja za globalne izazove.

Zanimljivo je da je DMSP ne samo važan za biljke, već igra ključnu ulogu i u globalnim ekološkim procesima, uključujući proizvodnju klimatski aktivnih gasova koji mogu uticati na klimatske promene. Ova istraživanja dodatno potvrđuju značaj zaštite prirodnih staništa i održivog upravljanja resursima kako bi se osiguralo da i buduće generacije uživaju u bogatstvu koje priroda nudi.

Razvoj useva otpornijih na sušu i so ne samo da će doprineti povećanju poljoprivredne proizvodnje, već će i smanjiti zavisnost od hemijskih đubriva i pesticida, čime se smanjuje negativan uticaj na životnu sredinu. Stoga, u svetlu ovih otkrića, možemo se nadati boljoj budućnosti za globalnu poljoprivredu i očuvanje ekosistema.

(Telegraf Nauka / SciTech Daily)