Studien, publicerad i tidskriften Nature Plants, fokuserade på en specifik typ av växt som heter Arabidopsis thaliana, en liten blommande växt som ofta används som modellorganism inom växtbiologi. Forskarna exponerade Arabidopsis-växter för en rad kalla temperaturer, från 4 grader Celsius (39 grader Fahrenheit) till -8 grader Celsius (18 grader Fahrenheit), och analyserade sedan förändringarna som inträffade i växternas genuttryck, proteinnivåer och metabolitkoncentrationer.
Forskarna fann att växterna reagerade på kalla temperaturer genom att göra ett antal förändringar, inklusive:
* Öka produktionen av frostskyddsproteiner, som hjälper till att förhindra att iskristaller bildas i växtens celler.
* Producerar mer lösliga sockerarter, som hjälper till att skydda växtens cellmembran från skador orsakade av frysning.
* Bryt ner stärkelse till glukos, vilket ger växten energi för att överleva under kalla förhållanden.
* Öka produktionen av reaktiva syrearter (ROS), som är molekyler som kan skada växtceller men också spela en roll i signalering och försvarssvar.
Forskarna fann också att växternas reaktion på kalla temperaturer påverkades av kylexponeringens varaktighet. Kortvarig kylexponering (upp till 24 timmar) utlöste en annan uppsättning förändringar i genuttryck och proteinnivåer än långvarig kylexponering (mer än 24 timmar).
Studien ger nya insikter om de molekylära mekanismer som växter använder för att anpassa sig till kalla förhållanden. Denna information kan användas för att utveckla nya strategier för att förbättra kyltoleransen hos grödor och andra växter, vilket gör dem mer motståndskraftiga mot klimatförändringar.
"Vår studie ger en omfattande översikt över de förändringar som sker i Arabidopsis-växter som svar på kalla temperaturer", säger professor Alison Smith, en av de ledande forskarna i studien. "Denna information kommer att hjälpa oss att förstå hur växter överlever i kalla klimat och kan leda till nya sätt att förbättra grödors kyltolerans."
