Novo otkriće moglo bi pomoći u povećanju opskrbe hranom. Sjemenke koje bi inače bile „uspavane“ oživjet će uz pomoć novog spoja kojeg su otkrili znanstvenici sa Sveučilišta u Kaliforniji.
Biljke imaju sposobnost percipiranja suše odnosno osjete kad im počinje nedostajati dovoljno vode. Tom prilikom emitiraju hormon koji im pomaže zadržati vodu. Taj isti hormon, apscizinska kiselina, šalje poruku sjemenu da nije dobro vrijeme za klijanje, što dovodi do nižih prinosa usjeva i smanjene proizvodnje hrane na mjestima gdje je vruće. A s obzirom na klimatske promjene, popis takvih mjesta sve je duži.
Odgovor na okolišne stresove
Apscizinska kiselina (ABA) je biljni hormon koji djeluje u mnogim razvojnim procesima biljaka, uključujući dormantnost sjemena i pupoljaka, kontrolu veličine organa i zatvaranju puči na listovima. Osobito je važna za biljke u odgovoru na okolišne stresove, uključujući sušu, slanost tla, otpornost na hladnoću, otpornost na smrzavanje, toplinski stres i toleranciju na ione teških metala. U pripremi za zimu, ABA se proizvodi u terminalnim, vršnim pupovima. To pak usporava rast biljke i usmjerava primordije lišća da razviju ljuske kako bi zaštitile dormantne pupoljke tijekom hladne sezone. ABA također inhibira diobu stanica u vaskularnom kambiju, prilagođavajući se hladnim uvjetima zimi obustavom primarnog i sekundarnog rasta.
Apscizinska kiselina također se proizvodi u korijenju kao odgovor na smanjeni kapacitet vode u tlu i drugim situacijama u kojima biljka može biti pod stresom. ABA zatim prelazi u listove, gdje brzo mijenja osmotski potencijal zaštitnih stanica u listu, uzrokujući njihovo skupljanje i zatvaranje puči. Takvo inducirano zatvaranje smanjuje transpiraciju (isparavanje vode) čime se sprječava daljnji gubitak vode iz lišća u vrijeme niske dostupnosti vode.
Pronađena je bliska korelacija između sadržaja apscizinske kiseline (ABA) u lišću i njihove vodljivosti na osnovi lisne površine. Klijanje sjemena inhibira ABA u antagonizmu s giberelinom. ABA također sprječava gubitak dormancije sjemena. Blokiranjem apscizinske kiseline remeti se kemijski put koji biljke koriste kako bi spriječile klijanje sjemena. Novootkriven spoj, antabaktin, radi upravo to. Njegovom primjenom stimulira se klijanje dormantnog sjemena.
Važni alati za poljoprivrednu proizvodnju
Ovaj se rad temelji na prethodnom otkriću spoja, opabaktina, koja oponaša učinke hormona ABA, koji proizvode biljke kao odgovor na stres od suše. Taj spoj, opabaktin, usporava rast biljke tako da ona čuva vodu i ne uvene. Djeluje tako da potiče biljke da zatvore sićušne pore u lišću i stabljici, čime se sprječavaju gubitci vode.
Zatim su znanstvenici željeli pronaći molekulu koja bi imala suprotan učinak, otvarajući pore, potičući klijanje i povećavajući rast biljaka. Iako je dormantnost sjemena uglavnom uklonjena križanjima, ona je još uvijek problem kod nekih usjeva poput salate.
Ubrzavanje i usporavanje rasta biljaka važni su alati za poljoprivrednike. Kako bi pronašli suprotnost opabaktinu, znanstvenici su relativno brzo napravili čak 4.000 njegovih derivata. Drugim rječima, pronašli su iglu u kemijskom plastu sijena. Spoj koji je stvoren blokira receptore za ABA i neobično je moćan.
U svom su radu članovi tima pokazali da primjena antabaktina na sjemenke ječma i rajčice ubrzava klijanje. Zamislivo, i antabaktin i opabaktin mogli bi raditi zajedno kako bi pomogli usjevima da napreduju u svijetu koji postaje sušniji i topliji.
Nakon što antabaktin pomogne sjemenkama da niknu u zdrave biljke, poljoprivrednik bi mogao početi štedjeti vodu rano u vegetacijskoj sezoni aplikacijom opabaktina. Na taj način se akumulira dovoljno vode za vrijeme kada biljke počnu cvjetati.
Baš kao što žena zahtijeva bolju razinu prehrane tijekom trudnoće, biljke zahtijevaju više vode i prehrane kad cvjetaju i spremaju se donijeti plodove. Ovo vrijedi za većinu usjeva, posebno za ekonomski relevantne usjeve poput kukuruza i pšenice.
Istraživački tim nastavlja istraživati varijacije u dormantnosti sjemena izazvane apscizinskom kiselinom u nizu drugih biljnih vrsta. Također žele ispitati upotrebu antabaktina kao kemijskog alata za povećanje rasta biljaka u staklenicima, gdje voda nije ograničena.
Namjera je identificirati ključne molekularne igrače koji upravljaju mirovanjem sjemena, u konačnici smanjujući utjecaj izgubljenih prinosa usjeva zbog sadnje u pogrešno vrijeme ili lošeg klijanja sjemena.
