Случайно откритие: Как полъх на необичаен газ превръща разсада в супер растения

 Случайно откритие: Как полъх на необичаен газ превръща разсада в супер растения

Изследователите са открили, че третирането на семената с газ етилен увеличава както техния растеж, така и устойчивостта им на стрес. Това откритие, включващо подобрена фотосинтеза и производство на въглехидрати в растенията, предлага потенциален пробив в подобряването на добивите и устойчивостта на околната среда.

Етиленът е открит за първи път като газообразен растителен хормон преди повече от 100 г., Той стимулира узряването на плодовете. и се отделя от всеки узрял плод, или зеленчук.

Етиленът като начин за „подготвяне“ на растенията

Проведохме експеримент, при който имахме семена, покълнали в тъмна стая. Покълването на семената е критичен период в живота на растението, когато при благоприятни условия семето преминава от пасивно състояние в разсад.

За този експеримент изложихме семената на газ етикен за няколко дни, за да видим какъв ефект може да има това. След това премахнахме етилена.

Няколко дни след поставянето на разсада на светлина до другите не обгазени разсади, някои членове на лабораторията направиха неочакваното наблюдение, че растенията, обгазени за кратко с етилен, са много по-големи . Те имаха по-големи листа, както и по-дълги и по-сложни коренови системи от растенията, които не са били изложени на етилен. Тези растения продължават да растат с по-бързи темпове през целия си живот.

Моите колеги и аз искахме да знаем дали различни видове растения показват стимулиране на растежа, когато са изложени на етилен по време на покълването на семената. Открихме, че отговорът е да . Тествахме ефектите от краткотрайното третиране с етилен върху покълнали семена от домати, краставици, пшеница и рукола – всички станаха по-големи.

Но това, което направи това наблюдение необичайно и вълнуващо, е, че краткотрайното третиране с етилен също повишава толерантността към различни натоварвания, като солен стрес, висока температура и условия на нисък кислород.

Как работи?

След този първи експеримент моята лабораторна група се опита да разбере какви механизми позволяват на тези изложени на етилен растения да растат по-големи и да понасят повече стрес. Открихме няколко потенциални обяснения.

Едната е, че етиленовото зареждане увеличава фотосинтезата, която преработвателните инсталации използват за производството на захари от светлина. Част от фотосинтезата включва така наречената въглеродна фиксация , при която растенията вземат CO₂ от атмосферата и използват CO₂ молекулите като градивни елементи за производството на захари.

Моята лабораторна група показа, че има голямо увеличение на въглеродната фиксация – което означава, че растенията поемат много повече CO₂ от атмосферата.

С увеличаването на фотосинтезата се свързва голямо увеличение на нивата на въглехидрати в цялото растение. Това включва голямо увеличение на нишестето , което е молекулата за съхранение на енергия в растенията, и две захари, захароза и глюкоза , които осигуряват бърза енергия за растенията.

Повече от тези молекули в растението са свързани както с повишен растеж , така и с по-добра способност на растенията да издържат на стресови условия .

Нашето проучване показва, че условията на околната среда по време на покълването могат да имат дълбоки и дълготрайни ефекти върху растенията, които биха могли да увеличат както техния размер, така и тяхната устойчивост на стрес едновременно.

Написано от Брад Биндер, професор по биохимия и клетъчна и молекулярна биология, Университет на Тенеси.

Съвет: 
Сложете за няколко дни, в найлонова торбичка семената, които ще засявате, заедно с добре узрял банан, или ябълка.