Befruktning, föreningen av manliga och kvinnliga könsceller, är ett avgörande steg i fortplantningscykeln för angiospermer, även kända som blomväxter. Befruktningsprocessen kan dock störas av miljöpåfrestningar som värme, kyla eller torka. Denna störning kan leda till gödslingsfel, vilket resulterar i minskad fröproduktion och skördeförluster.
Tidigare forskning har främst fokuserat på rollen av manliga könsceller, pollen, i interaktioner mellan pollen och pistill och återhämtning av befruktning. Den kvinnliga motsvarigheten, äggcellen, har dock förblivit relativt outforskad i detta sammanhang.
Forskargruppen, ledd av forskare från University of California, Berkeley, och Max Planck Institute for Plant Breeding Research, satte sig för att undersöka de kvinnliga könscellernas roll i återhämtning av befruktning. Med hjälp av modellväxten Arabidopsis thaliana genomförde de en serie experiment för att studera hur äggceller reagerar på befruktningsstörningar orsakade av miljöpåfrestningar.
Resultaten avslöjade att äggceller spelar en aktiv roll för att kontrollera befruktningsåterhämtning. När befruktningen stördes av värmestress producerade äggceller ett specifikt protein som utlöste en signalkaskad. Denna kaskad ledde till förändringar i genuttrycket av omgivande vävnader, vilket främjade utvecklingen av specialiserade strukturer som kallas synergider. Synergider spelar en avgörande roll vid styrning och befruktning av pollenrör.
Vidare upptäckte forskarna att den äggcellskontrollerade signalvägen också påverkade produktionen av reaktiva syrearter (ROS). ROS är viktiga signalmolekyler som reglerar olika cellulära processer. I det här fallet underlättade ROS-produktion avlägsnandet av skadade pollenrör, vilket banade vägen för framgångsrika befruktningsförsök.
Studien belyser kvinnliga könscellers avgörande roll för att säkerställa befruktningsframgång och reproduktiv kondition hos blommande växter. Genom att förstå mekanismerna bakom kvinnlig könscellskontroll för återhämtning av befruktning, kan forskare få värdefulla insikter om att förbättra grödans motståndskraft och produktivitet. Denna kunskap kan leda till utvecklingen av nya strategier för att skydda grödor från miljöpåfrestningar och säkerställa en stabil livsmedelsproduktion i ett föränderligt klimat.
