En forskargrupp granskade de fysiologiska och morfologiska förändringarna i gräsgräs under hög temperatur, tillsammans med framsteg i molekylär karakterisering av deras temperaturreglerande nätverk. De föreslog metoder för att förbättra gräsets värmetolerans och lyfte fram utmaningarna med att forska om värmetoleransmekanismer.
Detta arbete har ett betydande värde för att förbättra den dekorativa och funktionella kvaliteten på stads- och sportgrönska, vilket kan leda till utvecklingen av mer motståndskraftiga gräsvarianter.
Gräsgräs delas in i kalla årstider och varma årstider, baserat på deras klimatiska ursprung. Gräsgräs från kalla säsonger fungerar optimalt vid temperaturer från 15–24°C ovan jord och 10–18°C under jord. Dessa gräs, kända för sitt mörkgröna blad och anpassningsförmåga till kyla, möter utmaningar när de utsätts för temperaturer över 30°C och upplever problem som vissnande, gulning och död av plantor.
Denna temperaturkänslighet påverkar negativt deras estetiska tilltalande och ökar underhållskostnaderna, särskilt i tempererade och övergångszoner. Aktuell forskning är inriktad på att förstå de fysiologiska och biokemiska reaktionerna av gräs på värmestress, fastställa värmetoleransgener och belysa de underliggande molekylära mekanismerna. Denna kunskap är avgörande för att föda upp värmebeständiga sorter och förbättra metoderna för gräshantering.
Studien publicerad i Grass Research den 10 april 2024, beskriver de fysiologiska och morfologiska effekterna av hög temperatur på gräsgräs under kalla årstider, undersöker framsteg inom molekylär karakterisering, föreslår förbättringsstrategier och belyser forskningsluckor i förståelsen av värmetoleransmekanismer.
Hög temperaturstress leder till suboptimala förhållanden för växten av gräsgräs under den kalla säsongen, vilket resulterar i minskad frönsgroningshastighet, minskad rotvitalitet och roterande, vissnande och gulnande löv och förekomsten av döda plantor. Till exempel minskade grobarheten för sorterna "Yatsyn", "Nui" och "Mathilde" avsevärt till 3,3 %, 29,7 % respektive 1,6 % vid 36°C, och rotvitaliteten och växtligheten hos arter som långa. svängel och krypande böjgräs minskade avsevärt under hög temperaturpåfrestning.
Samtidigt resulterar stress vid hög temperatur i membranskador, ROS-ackumulering, fotosyntesskador, störd kolhydratmetabolism, störd fettsyrametabolism, störd transpiration och osmotisk reglering och fytohormonobalans i säsongens gräsgräs. Dessutom sammanfattade de molekylära mekanismer för gräsgräs under säsongen till hög temperaturstress.
Värmestress inducerar uttryck av värmestressrelaterade gener (HSFs, F-box, MBF1C, HOXs, etc) eller miRNA, som styr uttrycket av nedströms gener för att reglera växternas värmetolerans. Slutligen föreslår granskningen strategier för att förbättra termotoleransen i säsongsgräs, inklusive odling och underhåll, förädling av värmetoleranta grässorter genom genteknik.
Den identifierar luckor i förståelsen av de exakta molekylära mekanismerna bakom värmetolerans och föreslår att man fokuserar framtida forskning på dessa områden för att hjälpa till att utveckla värmetoleranta gräsgräs under svalsäsongen.
Enligt studiens ledande forskare, Zhulong Chan, "Vi strävar efter att tillhandahålla referenser för forskning om karaktärisering av värmetoleransmekanismer och uppfödning av värmetolerant gräsgräs under kalla årstider."
Denna forskning ger omfattande insikter för att förbättra de estetiska och funktionella aspekterna av stads- och sportgräs, vilket potentiellt banar väg för skapandet av mer robusta grässorter.
Mer information: Tianxiao Sun et al., Hur reagerar gräsgräs under kalla säsonger på höga temperaturer:framsteg och utmaningar, Gräsforskning (2024). DOI:10.48130/grares-0024-0008
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
