Ett forskarlag har identifierat viktiga metaboliska sammansättningsskillnader mellan ettårig blågräs och krypande böjgräs under värmestress, vilket avslöjar specifika metaboliter kopplade till värmetolerans. Fynden understryker potentialen att använda dessa metaboliter som biomarkörer för att odla mer motståndskraftiga grässorter.
Den här forskningen lovar att förbättra strategier för gräshantering, för att säkerställa att golfbanor och idrottsplatser kan upprätthålla gräsmattor av hög kvalitet för att försvara sig mot stigande temperaturer och klimatvariationer.
Annual bluegrass (P. annua L.) är ett populärt säsongsgräs på golfbanor över hela världen, känt för sin prestanda i milda klimat som Pacific Northwest, men ändå kämpar med värmestress i varmare övergångszoner.
Trots dess historiska klassificering som ogräs på grund av dess låga tolerans mot värme, har de senaste förändringarna i skötselmetoder uppmuntrat dess odling tillsammans med krypande bågräs (A. stolonifera). P. annuas känslighet för värmeinducerad stress leder dock till tidig försämring av gräsets kvalitet, vilket innebär utmaningar för att upprätthålla estetiskt tilltalande greener.
En studie publicerad i Grass Research den 19 april 2024, syftar till att utforska de fysiologiska och metaboliska skillnaderna mellan P. annua och A. stolonifera under värmestress, i syfte att förbättra motståndskraften hos dessa gräs inför eskalerande temperaturer på grund av klimatförändringar.
I denna studie bedömde forskarna de fysiologiska svaren och metabola förändringarna av P. annua och A. stolonifera under förhållanden av värmestress. Genom rigorösa tester, inklusive mätning av torvkvalitet (TQ), procent grönt taktäcke och lövelektrolytläckage (EL), observerades betydande skillnader i hur varje art klarade värmestress.
Resultaten visade att A. stolonifera bibehöll högre TQ och mindre minskning av grönt baldakin jämfört med P. annua, som fick mer uttalad skada. Metaboliskt identifierade vätskekromatografi-masspektrometri (LC-MS) 55 metaboliter som förändrades under värmestress.
Noterbart visade A. stolonifera ett reglerat svar med 17 uppreglerade och 22 nedreglerade metaboliter, i kontrast till P. annuas allvarligare reaktion som involverade 21 uppreglerade och 26 nedreglerade metaboliter.
Dessa resultat indikerar en starkare motståndskraft hos A. stolonifera på grund av en mer gynnsam metabol anpassning under värmestress, vilket lyfter fram potentiella mål för att förbättra värmetoleransen i gräsgräs genom metabolisk ingenjörskonst.
Enligt studiens ledande forskare, Bingru Huang, "Att förstå mekanismerna för de olika svaren hos P. annua och A. stolonifera är av stor betydelse för att utveckla strategier för att förbättra gräsprestandan hos gräsarter under kalla säsonger i områden med kronisk värmestress och förväntad global uppvärmning."
Sammanfattningsvis förbättrar detta arbete inte bara vår förståelse av gräsets biologi under klimatstressorer utan banar också vägen för framtida tillämpningar inom genetisk förbättring och praxis för gräshantering.
Specifikt kan de insikter som erhållits leda till utvecklingen av genetiskt modifierade gräs med förbättrad värmetolerans, vilket erbjuder praktiska lösningar för att underhålla grönområden i allt varmare klimat.
Mer information: Sean McBride et al, Differential Metabolic Responses to Heat Stress Associated with Interspecific Variations in Stress Tolerance for Annual Bluegrass and Creeping Bentgrass, Grass Research (2024). DOI:10.48130/grares-0024-0011
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
