Biologen van de National University of Singapore hebben ontdekt hoe planten de vorming van huidmondjes en microscopisch kleine poriën op hun oppervlak remmen om waterverlies tijdens droogte te beperken. Pys.org-portal.
Huidmondjes, die op het bladoppervlak aanwezig zijn, zijn belangrijk voor de gasuitwisseling tussen planten en de atmosfeer. Ze zijn echter ook de belangrijkste bronnen van waterverlies wanneer het de bladeren verlaat als waterdamp. Bij een tekort aan water voeren planten twee huidmondjes uit om water te besparen: ze sluiten de poriën van bestaande huidmondjes en beperken de vorming van nieuwe.
Deze reacties, die worden gemedieerd door abscisinezuur (ABA), zijn van cruciaal belang voor de aanpassing van planten aan droogte en zijn vooral belangrijk voor het handhaven van de landbouwefficiëntie in een veranderend klimaat. Het is echter niet eerder onderzocht hoe ABA de stomatale productie precies remt.
In de laatste release Wetenschap Advances Een onderzoeksteam onder leiding van LAU Associate Professor On Sun van de afdeling Biologische Wetenschappen van de National University of Singapore rapporteerde over het mechanisme dat ten grondslag ligt aan deze door droogte gemedieerde onderdrukking van stomatale ontwikkeling.
De wetenschappers ontdekten dat de belangrijkste door droogte geactiveerde ABA-signaleringskinasen direct de hoofdstomatale regulator SPEECHLESS (SPCH) fosforyleren. Fosforylering verwijst naar de toevoeging van een fosfaatgroep aan een molecuul. Deze door ABA geïnduceerde fosforylering van het SPCH-eiwit vindt plaats op twee verschillende plaatsen en veroorzaakt afbraak van SPCH.
Omdat SPCH stomatale ontwikkeling bevordert, leidt SPCH-fosforylering tot een afname van SPCH-niveaus en huidmondjes, en eliminatie van deze plaatsen (monster S240/271A) resulteerde in de tegenovergestelde reactie. Belangrijk is dat de onderzoekers ook aantoonden dat planten met veranderde SPCH-fosforylatieplaatsen differentiële droogtetolerantie vertoonden.
Deze resultaten laten zien dat een bepaalde "code" ten grondslag ligt aan een belangrijke reactie van planten om water te besparen. Door het te manipuleren, kunnen we de droogtetolerantie van gewassen verfijnen en ze helpen optimaliseren voor een verscheidenheid aan groeiomstandigheden, van traditionele tot stadslandbouw.