Ett 30 år gammalt genetiskt mysterium har lösts. Det har tidigare konstaterats att beröring kan utlösa stressreaktioner hos växter. De molekylära modellerna för att förklara denna process har dock varit ganska spartanska hittills. Nu har forskare vid Lunds universitet i Sverige hittat genetiska nycklar som förklarar hur växter reagerar så starkt på mekaniska stimuli. Att knäcka den här koden kan hjälpa till att leda till högre skördar och förbättrad stressbeständighet i grödor i framtiden.

När du vattnar dina trädgårdsväxter reagerar de direkt på biokemisk nivå. När en knivsegg skär en rabarberstjälk, aktiveras tusentals gener och stresshormoner frisätts.

Till skillnad från människor kan växter inte känna smärta, men de reagerar ändå starkt på mekaniska stimuli från mänsklig beröring, hungriga djur, vind och regn till exempel. Dessa yttre faktorer leder till att växtens molekylära försvarssystem aktiveras snabbt, vilket i sin tur kan bidra till att växter blir mer motståndskraftiga och blommar senare.

Även om fenomenet har varit känt sedan Darwin finns det fortfarande många frågetecken. En ny studie publicerad i Science Advances har undersökt de komplexa reglerande nätverk som påverkar hur anläggningens försvar stärks av yttre påverkan.

"Vi exponerade växten krasse för mjuk borstning, varefter tusentals gener aktiverades och stresshormoner frigjordes. Sedan använde vi genetisk screening för att hitta de gener som var ansvariga för denna process", förklarar Olivier Van Aken, biologiforskare vid Lund universitet.

Tidigare studier har visat att växthormonet jasmonsyra är en viktig mediator vid beröringssignalering. Det har också varit känt att jasmonsyra bara är en del av växtens komplexa nätverk av beröringskänsliga svar, och att det finns flera oidentifierade vägar som ännu inte har avslöjats. Efter omfattande laboratoriearbete kunde forskarna identifiera tre nya proteiner som spelar en nyckelroll i växternas reaktion på beröring.

"Våra resultat löser ett vetenskapligt mysterium som har gäckat världens molekylärbiologer i 30 år. Vi har identifierat en helt ny signalväg som styr en växts svar på fysisk kontakt och beröring. Nu fortsätter sökandet efter fler vägar", säger Essam Darwish. biologiforskare vid Lunds universitet.

Vilka möjliga tillämpningar kommer de nya resultaten att ha? Olivier Van Aken studerar också en månghundraårig japansk jordbruksteknik som går ut på att trampa spannmål under tillväxtfasen för att få rikligare skördar. Forskarna menar att det finns mycket dold kunskap om hur mekanisk stimuli kan leda till högre skörd och förbättrad stressbeständighet i grödor. Kunskap som på sikt kan förändra det moderna jordbruket i sin kärna.

"Med tanke på de extrema väderförhållanden och patogeninfektioner som klimatförändringarna leder till är det av yttersta vikt att hitta nya ekologiskt ansvarsfulla sätt att förbättra grödans produktivitet och motståndskraft", avslutar Olivier Van Aken.