O descoperire în biologia plantelor: seceta activează un „mod environmental” ascuns în celulele rădăcinii
Cercetătorii au identificat un nivel de organizare celulară necunoscut până acum în rădăcinile plantelor: un „mod environmental” care se activează în anumite celule și devine mult mai frecvent atunci când apa lipsește. Studiul, condus de dr. Marina Oliva și profesorul Ryan Lister de la ARC Center of Excellence in Plants for Space și de la Școala de Științe Moleculare a Universității din Australia de Vest, a analizat modul în care celulele plantelor reacționează la secetă. Rezultatele au fost publicate în revista Nature.
„Rădăcinile au fost mult timp descrise ca un set de tipuri celulare bine definite și distincte, fiecare urmând o singură cale de la celula tânără la celula matură”, a explicat Oliva. Echipa a citit activitatea genetică a sute de mii de celule individuale din vârful rădăcinii plantei-model Arabidopsis. Descoperirea a fost că aproape fiecare tip de celulă se împarte în două grupuri: celule care activează un set comun de sute de gene implicate în răspunsul la condițiile de mediu și celule care nu activează aceste gene.
„Ne așteptam ca fiecare tip de celulă să aibă o singură poveste, dar am descoperit că fiecare tip de celulă are două”, a spus Oliva. „Ceea ce le separă este faptul că un grup activează un set suplimentar de gene legate de răspunsurile la mediu. Ceea ce a fost cu adevărat izbitor a fost că, atunci când am schimbat condițiile de creștere, rădăcina a răspuns prin modificarea numărului de celule care activează acest program suplimentar.”
Răspunsul a fost influențat de acidul abscisic, hormonul vegetal care coordonează reacțiile la secetă. Plantele incapabile să producă sau să perceapă hormonul aveau mult mai puține celule în acest mod, în timp ce plantele crescute cu apă limitată aveau mult mai multe — proporția crescând de la aproximativ 4 din 10 celule la 2 din 3.
Lister, de la UWA și de la Harry Perkins Institute of Medical Research, a subliniat că descoperirea a rămas invizibilă pentru metodele mai vechi de analiză, care mediare mii de celule împreună. „Plantele nu se pot deplasa pentru a scăpa de condițiile nefavorabile, așa că au nevoie de modalități de a se adapta la schimbările din mediu”, a spus el. „Această descoperire sugerează că una dintre modalitățile prin care rădăcinile fac acest lucru este prin deplasarea balanței între cele două stări pe care le pot adopta celulele lor, aproape ca rotirea unui cadran.”
Potrivit cercetătorilor, înțelegerea modului în care rădăcinile răspund la apă și nutrienți este esențială pentru cultivarea plantelor rezistente la secetă pe Pământ, dar și pentru creșterea plantelor în mediile controlate ale fermelor verticale și ale misiunilor spațiale.
