A mezőgazdasági növények gyakran kemény környezeti feltételekkel szembesülnek. Ahelyett, hogy az energiát a növekedéshez használnák fel, olyan tényezők, mint a betegségek, a szélsőséges hőmérsékletek és a sós talajok arra kényszerítik a növényeket, hogy az energiát használják fel az ebből eredő stresszre. Ezt a jelenséget "a növekedésre adott válasz és a stressz közötti kompromisszumnak" nevezik.
A Nagoya Egyetem kutatóiból álló csapat felfedezett egy korábban ismeretlen utat annak szabályozására, hogy egy növény a növekedésre vagy a stresszel való megbirkózásra használja-e erőforrásait. Phys.org portál. Ez a felfedezés lehetővé teheti a stresszválasz szabályozását mezőgazdasági körülmények között, növelve a terméshozamot. A tudósok eredményeiket a folyóiratban publikálták Tudomány.
A kutatócsoport Yoshikatsu Matsubayashi professzor és Mari Ohnishi docens vezetésével a japán Nagoya Egyetem Élettudományi Karának munkatársa a hormonok és receptoraik szerepét tanulmányozta a növények stresszre adott válaszaiban.
Három olyan receptorra összpontosítottak, amelyekhez még nem azonosították a megfelelő hormont. Az Arabidopsis thaliana, egy kis virágos növény felhasználásával felfedezték a PSY családot, amely hormonként működik, kötődik ezekhez a receptorokhoz, és a stresszre adott válaszokat a növekedésre váltja, és fordítva.
Normális esetben a receptorok és a hormonok zárként és kulcsként működnek, és a hormon (jelen esetben a PSY peptid) kulcsként működik a biológiai folyamat elindításához. Ebben a vizsgálatban azonban a PSY-t nem termelő növényi sejtek aktív stresszreakcióval rendelkeztek. Ezért ez azt sugallja, hogy ahelyett, hogy aktiválná a stresszreakciót, egy PSY "kulcs" jelenléte a receptor "zárban" kikapcsolja azt.
A stresszreakciók természetének tesztelésére a kutatók rendkívül stresszes körülmények között termesztettek növényeket hő és só felhasználásával, és baktériumokkal fertőzték meg őket. Azok a növények, amelyekben vagy hiányosak voltak a PSY-receptorok, vagy folyamatosan PSY hormont kaptak, nem tudtak megfelelően reagálni a stresszre, ami csökkentette a túlélést. A tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a stresszes növények nem termelnek PSY-t, amelynek hiánya stresszreakciókat okoz.
A jelenség magyarázatára a kutatók egy olyan mechanizmust javasoltak, amellyel a sérült sejtek csökkentik a PSY hormonok koncentrációját a sérült területekkel szomszédos sejtrétegekben. A PSY hiánya váltja ki a stresszreakciót. Fontos, hogy ez megmagyarázhatja, miért küldhetnek üzenetet még a sérült növények is.
Ahelyett, hogy korlátozott erőforrásait új jel létrehozására használná fel, a sérült növényi sejt leállíthatja a PSY hormon felszabadulását, aktiválva a stresszválaszt. Egy ilyen mechanizmus lehetővé tenné a stressz-ellenállás és a kapcsolódó energiaköltségek egyensúlyát. Ennek eredményeként a növények még a legstresszesebb környezeti feltételek mellett is növekedhetnek korlátozott erőforrásaikkal gazdálkodva.
Az Arabidopsisban található mechanizmusok többsége más növényekben is megtalálható. Ezért ezek az eredmények minden kultúrára alkalmazhatók.