به گزارش سلام نو، متأسفانه تغییرات آب و هوایی گیاهان را در برابر بیماری ها آسیب پذیرتر می کند. اما تحقیقات جدید ممکن است به آنها در مبارزه با این آسیب ها کمک کند.
محققان در تلاشند تا ایمنی گیاهان را در برابر گرما تقویت کنند تا غذا در دنیای گرمتر سالم باشد. امواج گرما نه تنها به مردم آسیب می رساند، بلکه به گیاهانی که برای غذا به آنها وابسته هستیم نیز آسیب می رساند. این به این دلیل است که وقتی دما خیلی گرم می شود، برخی از سیستم های دفاعی گیاه به خوبی عمل نمی کنند و آنها را در برابر حمله عوامل بیماری زا و حشرات آسیب پذیرتر می کند.
اکنون دانشمندان پروتئین خاصی را در سلول های گیاهی شناسایی کرده اند که توضیح می دهد چرا با افزایش جیوه، ایمنی ضعیف می شود. آنها همچنین راهی برای معکوس کردن تلفات و تقویت سیستم دفاع حرارتی گیاه پیدا کردند.
این یافته‌ها در یک گیاه دوکی با گل‌های سفید یافت شد که “موش آزمایشگاهی” تحقیقات گیاهی است. شنگ یانگ هه، زیست شناس و نویسنده اصلی دانشگاه دوک، گفت: اگر نتایج مشابهی برای سایر محصولات نیز وجود داشته باشد، خبر خوبی برای امنیت غذایی در جهان در حال گرم شدن خواهد بود.
دانشمندان دهه‌هاست که می‌دانند دمای شدید، توانایی گیاه برای تولید هورمون دفاعی به نام اسید سالیسیلیک را سرکوب می‌کند. این هورمون سیستم ایمنی گیاه را تحریک می کند و مهاجمان را قبل از اینکه آسیب زیادی وارد کنند متوقف می کند. اما اساس مولکولی این فروپاشی ایمنی به خوبی درک نشده بود.
در اواسط دهه 2010، دانشمندان کشف کردند که حتی امواج گرمای مختصر می تواند به طور چشمگیری بر دفاع هورمونی گیاهان آرابیدوپسیس تأثیر بگذارد و آنها را در برابر یک باکتری خاص حساس کند. به طور معمول، زمانی که این عامل بیماری زا حمله می کند، سطح اسید سالیسیلیک در برگ های گیاه 7 برابر افزایش می یابد تا از گسترش باکتری جلوگیری شود. اما زمانی که دما فقط برای دو روز به بالای 86 درجه می‌رسد، گیاهان دیگر نمی‌توانند هورمون‌های دفاعی کافی برای جلوگیری از عفونت تولید کنند.
گیاهان در دمای بالا بسیار مستعد ابتلا به عفونت هستند زیرا سطح اولیه ایمنی آنها کاهش می یابد. بنابراین می خواهیم بدانیم گیاهان چگونه گرما را حس می کنند؟ و آیا واقعاً می‌توانیم آن را برای مقاوم‌سازی گیاهان در برابر حرارت درست کنیم؟
محققان کشف کرده‌اند که مولکول‌های موجود در سلول‌های گیاهی به نام فیتوکروم‌ها به عنوان دماسنج داخلی عمل می‌کنند و به گیاهان کمک می‌کنند دمای گرمتر را در بهار حس کنند و باعث رشد و گل‌دهی شوند.
آیا همین مولکول‌های حسگر گرما می‌توانند سیستم ایمنی را هنگام گرم شدن از بین ببرند و کلید بازیابی آن باشند؟
برای یافتن این موضوع، محققان گیاهان معمولی و گیاهان جهش یافته را که فیتوکروم‌های آنها بدون توجه به دما همیشه فعال بودند، گرفتند، آنها را با نوع خاصی از باکتری‌ها آلوده کردند و در دمای 73 و 82 درجه رشد کردند تا ببینند چگونه رفتار می‌کنند. اما جهش‌یافته‌های فیتوکروم درست مانند گیاهان عادی رفتار می‌کردند: زمانی که دما برای جلوگیری از عفونت بالا می‌رفت، هنوز نمی‌توانستند اسید سالیسیلیک کافی تولید کنند.
این تیم دریافت که دمای بالا نه تنها به سیستم دفاعی اسید سالیسیلیک در گیاهان آرابیدوپسیس آسیب می رساند، بلکه تأثیر مشابهی بر محصولاتی مانند گوجه فرنگی، کلزا و برنج دارد.
محققان با تغییر فعالیت ژنی گیاهان به نتایج خوبی در افزایش تحمل گرما در گیاهان دست یافته اند. آزمایشات بعدی برای بازگرداندن فعالیت ژن در دانه های کلزا تاکنون نتایج امیدوارکننده ای را نشان داده است. محققان موفق شدند با دستکاری ژنتیکی سیستم ایمنی کل گیاه را در دمای بالا تقویت کنند. اگر این در مورد محصولات نیز صدق کند، آنگاه یک مشکل واقعاً بزرگ حل خواهد شد زیرا در این صورت ما یک سلاح بسیار قدرتمند داریم.
این کار یک تلاش مشترک توسط تیمی از دانشگاه ییل، دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، و دانشگاه کشاورزی تائو چن هواژونگ در چین بود. یک درخواست ثبت اختراع برای این کار ارسال شده است.