Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain
En dos etanol, mer känd som vanlig alkohol, kan göra det möjligt för växter att motstå värmestress som annars skulle kunna döda dem, har RIKEN-biologer funnit. Detta kan erbjuda ett billigt sätt att göra grödor mer motståndskraftiga mot effekterna av klimatförändringar.
Den globala uppvärmningen ökar risken för värmerelaterade skördeförluster i jordbruksgrödor över hela världen. Att upptäcka metoder för att minska dessa förluster kan hjälpa till att skydda jordbrukets hållbarhet.
Genteknik är en kraftfull teknik för att uppnå detta, men det finns också ett stort behov av lågteknologiska lösningar som är enklare och billigare att implementera. "Vi måste utveckla nya, enkla och billigare teknologier eftersom genetiskt modifierade växter inte är lättillgängliga i alla länder", konstaterar Motoaki Seki från RIKEN Center for Sustainable Resource Science.
Att förbehandla grödor med säkra kemiska föreningar är ett lovande tillvägagångssätt för att förverkliga detta. Forskare undersöker detta tillvägagångssätt genom att undersöka förmågan hos en mängd olika kemikalier att göra växter mer toleranta mot miljöpåfrestningar.
Nu har Seki och hans medarbetare funnit att att bara applicera etanol på växter före värmeexponering kan göra dem mer toleranta mot värme. "Extern applicering av etanol kan vara ett enkelt, billigt och effektivt sätt att förbättra värmetoleransen i en mängd olika växter", säger Seki.
Teamet exponerade sallad och krasse för en låg koncentration av etanol i sin jord i flera dagar. Behandlade och obehandlade kontrollväxter odlades sedan kort vid temperaturer som var tillräckligt höga för att inducera värmestress. Endast 10 % av de obehandlade plantorna överlevde värmestressen, medan upp till 70 % av de behandlade plantorna överlevde, vilket tyder på en mycket betydande fördel med etanolen.
Forskarna fick också ledtrådar om de molekylära mekanismerna bakom effekten. De identifierade en uppsättning gener och biokemiska processer aktiverade av etanolbehandlingen.
En egenskap hos svaret är ökad produktion av ett protein som kallas bindande protein-3, som är involverat i stressanpassning i en organell som kallas endoplasmatiska retikulum. Detta stresssvar är känt som det ovikta proteinsvaret, eftersom det mildrar effekterna av felveckning av proteiner som kan uppstå under miljöstress.
Seki och hans team har för avsikt att få ytterligare insikter om mekanismen. "Även om vi fann att det ovikta proteinsvaret är inblandat, måste vi nu genomföra ytterligare studier för att avslöja de oupptäckta aspekterna av det etanolmedierade nätverket för miljöstressanpassning", säger Seki. Att lära sig mer om mekanismen kan avslöja sätt att förbättra den skyddande effekten och kanske finjustera den för att gynna ett bredare spektrum av arter.
Studien publiceras i Plant Molecular Biology . + Utforska vidare
