Hogyan fordítják le a növények az epigenetika nyelvére a növényi kommunikáció jeleit?
A Debreceni Egyetem MÉK Agrár Genomikai és Biotechnológiai Központ kutatói az Európai Tudományos és Technológiai Együttműködés (COST – European Cooperation in Science and Technology) keretében vizsgálták a növények kommunikációs kémiai vagy fizikai eszközeit. Eredményeiket a növénytudomány vezető nemzetközi szaklapjában, a Trends in Plant Science-ben publikálták.
A növények nagyon kifinomultan kommunikálnak egymással és más élő szervezetekkel. A növényi kapcsolatfelvétel során a kibocsátott kémiai – mint például illékony anyagok, nukleinsavak, fehérjék, metabolitok – és fizikai – az érintés vagy akár hang, beleértve az ultrahangot is – jelek információt adnak a környezeti veszélyekről és lehetőségekről a szomszédos növényeknek vagy más, a növény környezetében élő élőlényeknek.
Ezek a jelek jelezhetnek veszélyt, például a paraziták támadását, vízhiányt, az erőforrásokért versengő azonos vagy más fajú versenytársak megjelenését. De közölhetnek lehetőségeket is, mint a környezetben előforduló lehetséges szimbiotikus partnerek jelenlétét. A legújabb kutatások alapján ezek a kapcsolatfelvételek, kommunikációk epigenetikailag szabályozottak – mondta a hirek.unideb.hu-nak Dobránszki Judit tudományos tanácsadó, a DE MÉK Agrár Genomikai és Biotechnológiai Központ vezetője.
A kutatók tanulmányukban bemutatták, hogyan történik a kommunikációs kémiai vagy fizikai jelek lefordítása az epigenetika nyelvére. (Az epigenetika a külső tényezők hatása a genetikai működésre.) Azaz a kommunikációs jelek hogyan módosítják az epigenomot, milyen hatással vannak ezek a módosulások a növény életfolyamataira, stressztűrésére és alkalmazkodására, illetve mennyi ideig emlékszik egy növény egy kommunikációra.
Hamarosan megjelenhetnek a klímaintelligens növények?
Annak megértése, hogy a növények hogyan kommunikálnak egymással korábbi találkozásaikról vagy stresszes élményeikről, hogy a növények és a mikroorganizmusok egymást „barátként” vagy „ellenségként” azonosítják-e, első pillantásra csak alapvető tudományos kérdésnek tűnik. Ez azonban nem így van.
Ezen növényi képességeket szabályozó epigenetikai módosulások azonosítása lehetővé teszi olyan növények szelekcióját, amelyek fokozottan képesek „érzékelni” a közeli környezetet. Így kifejleszthetők az úgynevezett klímaintelligens növények, melyek rugalmasabban és hatékonyabban tudnak alkalmazkodni a hirtelen fellépő környezeti változásokhoz – fejtette ki Dobránszki Judit.
A központvezető kiemelte: a kiválasztott típusok kevesebb „gondoskodást” igényelnek, ami mérsékeltebb vegyszerfelhasználást és kevesebb öntözést jelent. Mindezzel hozzájárulnak a környezetvédelemhez és az emberi egészségi állapot javításához.
A növények egymásnak „kommunikálják” a stressztűrő képességet
A molekuláris mechanizmusok azonosítása lehetővé teszi a növények felkészítését és olyan donor növényként történő felhasználásukat, amelyek stressztűrő képességet adnak át a nem felkészített szomszédos növényeknek – tette hozzá az Agrár Genomikai és Biotechnológiai Központ vezetője.
A nemzetközi kutatócsoport tanulmánya bemutatta az epigenetika mint közös „ősnyelv” szerepét a biokommunikációban, továbbá jelentőségét a növények alkalmazkodásában. Ismertette azon lehetőségeket, amelyek révén a növények ezen képessége a leginkább kiaknázható a mezőgazdaságban. A tanulmány a növénytudomány vezető nemzetközi szaklapjában, a Trends in Plant Science-ben jelent meg a TKP2021-EGA-20 számú projekt Kulturális és Innovációs Minisztérium Nemzeti Kutatási Fejlesztési és Innovációs Alapból nyújtott támogatásával, a TKP2021-EGA pályázati program finanszírozásában.
Képek: Debreceni Egyetem, MÉK
