En fråga av global oro är den förväntade bristen på jordbruksproduktion för att möta den stadiga ökningen av mänsklig befolkning. Forskare från Michigan State University förstår att det kommer att vara nyckeln till att övervinna skörden på grund av sjukdomar och ogynnsamt väder för att uppnå detta mål.

Ett av de bästa historiska exemplen på detta är den irländska potatissvälten. Med början 1845, Irland upplevde den "perfekta stormen" av ovanligt svala, fuktigt väder som gav utmärkta odlingsförhållanden för en exotisk patogen som förstörde potatisgrödan. Med sin primära matkälla härjad av sjukdomar, en miljon irländare dog av den efterföljande hungersnöden.

I andra änden av termometern, varmare temperaturer kan också orsaka omfattande skördeförluster. Denna kritiska korrelation mellan förändrat väder och växters förmåga att avvärja sjukdomar finns med i det aktuella numret av Naturkommunikation .

I detta scenario, Bethany Huot, MSU cell och molekylärbiologi doktorandprogrammet alumn och studiens huvudförfattare, ville ta reda på om växternas försvarssystem var äventyrat eller var patogenernas virulens förstärkt?

Svaret:Det är både och.

"Precis som människor, växter är mer benägna att bli sjuka när de växer i stressiga miljöer, sade Huot, som publicerade tidningen med Sheng Yang He, University Distinguished Professor i växtbiologi och en Howard Hughes Medical Institute-utredare, och Beronda Montgomery, MSU Foundation professor. "Medan individuella påfrestningar är skadliga för växter, de kan få katastrofala effekter när de kombineras."

Forskarna visade på genetisk nivå hur hög temperatur försvagar växternas försvar medan, separat, stärker bakterieangrepp.

När folk får feber, de tar en form av salicylsyra, eller SA, allmänt känd som aspirin. Växter behöver inte gå till ett medicinskåp eftersom de kan göra sin egen SA. Vid 73 grader Fahrenheit, växter kan producera mycket SA för att bekämpa en patogen infektion. Dock, när värmen steg över 86 grader, ingen SA producerades, lämnar växter sårbara.

Författarna fann också att patogenen blev starkare vid den förhöjda temperaturen. Dock, den ökade sårbarheten hos växterna inträffade oavsett om patogenen var närvarande.

"Eftersom växterna inte längre kunde göra SA vid förhöjd temperatur, vi besprutade dem med en kemikalie som fungerar som SA, " sade Huot. "Denna behandling skyddade effektivt växterna från infektion; även om bakterierna är mer virulenta vid höga temperaturer, växter kan bekämpa dem om vi ger dem den SA de inte längre kan göra."

Även om globala klimatfrågor löses, lokala fluktuationer i miljön kommer alltid att förekomma och i hög grad påverka grödans tillväxt och skörd, Huot lade till.

"Att öka vår förståelse för hur specifika miljöfaktorer påverkar värden och patogenen samt deras interaktioner kan informera strategier för att utveckla robust resistens mot grödor, " sa hon. "Det här är viktigt för att hålla maten på bordet."