Forskare har avslöjat ett betydande genombrott för att förstå hur vissa hormoner styr aspekter av rotförgrening i växter, vilket belyser en grundläggande process som påverkar växternas tillväxt, utveckling och svar på miljösignaler. Forskningen, publicerad i tidskriften "Nature", belyser rollen av två nyckelhormoner, auxin och cytokinin, för att reglera rotförgreningsmönster.

Rötter spelar en avgörande roll för växternas tillväxt, fungerar som ankare i jorden, absorberar vatten och näring och underlättar näringstransport till resten av växten. Växternas förmåga att modifiera sina rotförgreningsmönster som svar på förändrade förhållanden är avgörande för överlevnad och anpassning i olika miljöer.

Forskargruppen, ledd av forskare från University of Cambridge och John Innes Center i Storbritannien, fokuserade på två välkända växthormoner:auxin, som är involverat i flera aspekter av växttillväxt, inklusive rotutveckling, och cytokinin, som spelar en avgörande roll för celldelning och differentiering.

Med hjälp av banbrytande tekniker avslöjade forskarna hur auxin och cytokinin interagerar för att kontrollera rotförgrening i Arabidopsis thaliana, en liten blommande växt som ofta används som modellorganism inom växtbiologi. De upptäckte att auxin fungerar som en dominerande signal som främjar rottillväxt och hämmar förgrening. Cytokinin, å andra sidan, motverkar effekterna av auxin och främjar rotförgrening när dess nivåer är relativt höga jämfört med auxin.

För att ge en tydligare bild av samspelet mellan auxin och cytokinin utvecklade teamet matematiska modeller som integrerade de inblandade komplexa regulatoriska mekanismerna. Dessa modeller förutspådde exakt rotförgreningsmönster baserat på koncentrationerna av auxin och cytokinin närvarande.

Denna nyvunna kunskap ger en djupare förståelse för de molekylära mekanismerna bakom rotförgrening i växter och öppnar nya vägar för att förbättra grödans produktivitet, särskilt i utmanande miljöer. Genom att manipulera nivåerna av auxin och cytokinin kan forskare utveckla mer motståndskraftiga och effektiva rotsystem, vilket leder till förbättrat näringsupptag och motståndskraft mot torka och andra påfrestningar.

Sammanfattningsvis representerar denna forskning ett viktigt steg framåt inom växtbiologin, och avslöjar den invecklade hormonella regleringen av rotförgrening i växter. Resultaten lovar potentiella tillämpningar inom jordbruket och bidrar till vår övergripande förståelse för växtutveckling och anpassning i en föränderlig miljö.