Egy új, tel-avivi egyetemi (TAU) tanulmány megállapítja, hogy a kalcium, az auxin növényi hormon és a kalciumot megkötő fehérje egyedülálló mechanizmusa felelős a növény növekedésének szabályozásáért. “A növények fejlődési plaszticitásának alapját képező mechanizmusok meghatározása alapvető fontosságú a mezőgazdasági innováció szempontjából” – magyarázta Shaul Yalovsky professzor. A kutatók szerint a kalciumhoz kötődő fehérje szabályozza az auxinválaszokat és a kalciumszintet is, létrehozva egy felületet, amely meghatározza a növények növekedését.

A Tel-Avivi Egyetem (TAU) George S. Wise Élettudományi Karáról Shaul Yalovsky vezette a kutatást, amelyet a PLOS Biology-ban július 11-én publikáltak. A kutatásban részt vett Ora Hazak, Elad Mamon és munkatársai, és az egyetem végzős hallgatói is bekapcsolódhattak. A növények növekedési mechanizmusát meghatározó projektben fontos szerepet kapott még a TAU Biokémiai és Molekuláris Biológiai Tanszékéről Joel Hirsch, továbbá professzor Jörg Kudla, a Münsteri Egyetemről, illetve Mark Estelle, a San Diego-i Kaliforniai Egyetemről.

A környezeti feltételek nagy szerepet játszanak a növény növekedésének kialakításában, különös tekintettel többek között a fényre, a páratartalomra, az aszályra és a sótartalomra. Ugyanakkor rejtély maradt az a folyamat, amellyel a növények integrálják a környezeti jeleket, és a génjeikbe kódolt fejlődési folyamatokat.

“A mezőgazdasági innováció szempontjából elengedhetetlen a növények fejlődési plaszticitásának alapjául szolgáló mechanizmusok meghatározása” – magyarázta Yalovsky. “Több évtizeden keresztül azt hitték, hogy a kalcium és az auxin kapcsolatba lépnek egy növény fejlődése során, de az “áthallás “alapjául szolgáló pontos mechanizmusok nem voltak tisztázottak.

“Felfedeztük, hogy az auxin a CMI1 elnevezésű kötőfehérjén keresztül kommunikál a kalciummal. Úgy gondoljuk, hogy kutatásaink hosszú távú alkalmazásokat fognak nyújtani a mezőgazdasági termelők és a mezőgazdasági szakértők számára, akik képesek lesznek ezt az információt felhasználni ahhoz, hogy a növények jövőbeli generációit a szélsőséges környezeti feltételekhez igazítsák. mint például a magas hőmérsékletek, az aszály és a talaj magas sótartalma. ”

Az auxin hormonszintjei határozzák meg a növényi levelek fejlődési helyét, valamint azt, hogy a gyökerek hogyan alakulnak ki, és meghatározzák a növény ágainak számát. A kalcium befolyásolja a növény válaszát olyan jelekre, mint a magas, vagy alacsony hőmérséklet, az érintés, a talaj sóssága és az auxin szint.

“Kutatásunk előtt nem volt világos, hogy a kalcium és az auxin milyen kölcsönhatásban volt egymással” – tette hozzá Yalovsky. “Most már tudjuk, hogy ha magas az auxinszint, akkor az újonnan felfedezett CMI1 fehérje szintje is magas. Felfedeztük, hogy ez a protein szabályozza az auxin válaszokat és a kalcium szintjét, és kötődik a kalciumhoz.”

Az auxinra adott válasz vagy nagyon gyors, vagy nagyon lassú. A lassabb válaszok órák és napok alatt zajlanak, és bizonyos génútvonalaktól függenek, míg a gyors válaszok csak percekig tartanak, és a CMI lehetővé teszik, amely a kalciumtól függ.

“Nagyon széles-körű eszközöket és megközelítéseket használtunk, amelyek lehetővé tették az elemzések elvégzését az egész növény szintjétől kezdve egészen a szövet és a sejtek szintjéig, végül a molekulák szintjéig” – fejezte be Yalovsky. “A következő lépés az a sejtkomponens azonosítása, amely kölcsönhatásba lép a felfedezett fehérjével.”