איך צמחים מגיבים ללחץ חום: מרגישים את החום: הורמונים סטרואידים תורמים לעמידות ללחץ חום של צמחים

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
X-ray_Promo1


אולי קשה לזכור את זה בחורף, אבל יולי 2021 היה החודש החם ביותר שתועד אי פעם. בארה"ב, הטמפרטורה הממוצעת הייתה גבוהה מהממוצע ביולי ב-2.6 מעלות צלזיוס, ובמדינות רבות בדרום אירופה נרשמו טמפרטורות מעל 45 מעלות צלזיוס כולל טמפרטורה של 48.8 מעלות צלזיוס בכל הזמנים שנרשמה בחוף המזרחי. של סיציליה באיטליה.

בעשורים האחרונים נרשמה עלייה בשכיחות של גלי חום עם שיא שיא ברחבי העולם, וזה נתפס כתוצאה משינויי אקלים. גלי חום התרחשו בתדירות גבוהה יותר, היו חמים יותר, ונמשכו זמן רב יותר עם השלכות חמורות לא רק על בני אדם ובעלי חיים אלא גם על צמחים. "לחץ חום יכול להשפיע לרעה על צמחים בבתי המחיה הטבעיים שלהם ולערער את היציבות במערכות האקולוגיות ובמקביל גם להפחית באופן דרסטי את יבול היבול, ובכך לאיים על ביטחון המזון שלנו", אומרת בריג'יט פופנברגר, פרופסור לביוטכנולוגיה של גידולי גננות.

תאים מפעילים מסלול הגנה מולקולרי להגנה מפני מתח חום

כדי לשרוד תקופות קצרות של מתח חום, צמחים מפעילים מסלול מולקולרי הנקרא תגובת הלם חום. תגובת הלם חום זו (המשותפת לכל האורגניזמים) מגנה על התאים מפני נזק שנגרם כתוצאה מלחץ פרוטאוטוקסי, הפוגע בחלבונים. מתח כזה לא נגרם רק מחום אלא יכול לנבוע גם מחשיפה לרעלים מסוימים, לאור UV או מליחות קרקע.

תגובת הלם החום מגנה על תאים בדרכים שונות, אחת מהן היא ייצור של חלבוני הלם חום כביכול, המשמשים כמגנים מולקולריים המגנים על חלבונים על ידי מניעת קיפול שגוי.

בראסינוסטרואידים יכולים להגביר את עמידות הצמחים ללחץ חום

צמחים מגיבים ללחץ חום על ידי הפעלת גורמי הלם חום וגם שחקנים מולקולריים אחרים. בפרט, הורמונים כשליחים כימיים מעורבים. בין ההורמונים שצמחים מייצרים נמצאים הברסינוסטרואידים, המווסתים בעיקר את גדילתם והתפתחותם. אבל, בנוסף לתכונות מעודדות גדילה שלהם, לבראסינוסטרואידים יש יכולות מעניינות נוספות, אחת מהן היא היכולת שלהם להגביר את עמידות הצמחים ללחץ חום, וחוקרים ב-TUM גילו לאחרונה מה תורם ליכולת ההגנה הזו.

שימוש בצמח הדגם Arabidopsis thaliana, קבוצת מחקר בראשות פרופ' בריג'יט פופנברגר הצליחה להבהיר כיצד גורם שעתוק ספציפי – חלבון מיוחד שאחראי על הדלקה או כיבוי של חלקים מסוימים של ה-DNA – מווסת על ידי בראסינוסטרואידים. גורם שעתוק זה, הנקרא BES1, יכול לקיים אינטראקציה עם גורמי הלם חום ובכך לאפשר מידע גנטי להיות ממוקד לסינתזה מוגברת של חלבוני הלם חום. כאשר פעילות BES1 מוגברת, הצמחים נעשים עמידים יותר ללחץ חום, וכאשר הוא מופחת, הם הופכים רגישים יותר אליו. יתר על כן, הקבוצה הוכיחה כי BES1 מופעל על ידי לחץ חום וכי הפעלה זו מעוררת על ידי brassinosteroids.

יישומים פוטנציאליים בחקלאות ובגננות

"תוצאות אלו אינן מעניינות רק ביולוגים המנסים להרחיב את הבנתנו את תגובת הלם החום, אלא גם בעלות פוטנציאל ליישום מעשי בחקלאות ובגננות", אומר פרופ' פופנברגר.

ביו-סטימולנטים המכילים ברסינוסטרואידים זמינים וניתן לבדוק את יכולתם להגביר את העמידות ללחץ חום בצמחים. חומרים כאלה הם מוצרים טבעיים המאושרים לחקלאות אורגנית ולכן ניתן להשתמש בהם ללא בעיות. לחלופין, BES1 עשוי להיות יעד מעניין לגישות רבייה. זה יכול לשמש כדי ליצור זנים עמידים יותר ללחץ חום ובכך לספק תשואות יציבות יותר במקרה של גלי חום עתידיים.

מקור הסיפור:

חומרים המסופק על ידי האוניברסיטה הטכנית של מינכן (TUM). הערה: ניתן לערוך את התוכן לפי הסגנון והאורך.

.



קישור לכתבת המקור – 2022-01-04 19:06:13

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס

עוד מתחומי האתר