Fynden, publicerade i tidskriften Current Biology, ger nya insikter om hur växter reagerar på förändrade miljöförhållanden och kan ha konsekvenser för jordbruket, såväl som för att förstå effekterna av klimatförändringar på växtbiologi.
"Vi har identifierat ett protein som gör det möjligt för växter att känna av kondens, vilket är en nyckelfaktor i regleringen av växternas tillväxt och utveckling", säger RIKEN CSRS Group Director Motomu Uemura, som ledde studien. "Denna upptäckt är ett viktigt steg framåt i vår förståelse av växtsensorisk biologi."
Växter använder en mängd olika sensoriska mekanismer för att upptäcka förändringar i sin miljö, såsom ljus, temperatur och luftfuktighet. Dessa signaler används sedan för att reglera olika fysiologiska och utvecklingsprocesser, såsom frönsgroning, blomning och fruktmognad.
När det gäller höstens temperaturförändringar har växter varit kända för att reagera genom att ändra färgen på sina löv, en process som kallas bladåldring. Den exakta mekanismen genom vilken växter känner av höstens början har dock inte helt förståtts.
I sin studie fokuserade forskarna från RIKEN och University of Tokyo på ett protein som heter CASPARIAN STRIP MEMBRANE DOMAIN PROTEIN 1 (CASP1). Detta protein finns i plasmamembranet hos växtceller, som är cellens yttre gräns.
Forskarna fann att CASP1 är involverad i bildandet av kondensdroppar på växtblad. När temperaturen sjunker bildar CASP1 kluster i plasmamembranet, som fungerar som kärnbildningsställen för vattenånga att kondensera. Denna kondensering utlöser sedan en signalväg som leder till produktionen av eten, ett växthormon som är involverat i bladåldern.
"Våra fynd ger en molekylär mekanism för hur växter känner av höstens början", säger Uemura. "Denna upptäckt kan få konsekvenser för jordbruket, eftersom det kan leda till nya sätt att kontrollera växternas tillväxt och utveckling. Dessutom kan det också hjälpa oss att förstå hur växter reagerar på klimatförändringar, eftersom förändringar i temperatur och luftfuktighet kan påverka deras förmåga att känna årstidernas skiftande."
