Põllumajanduskultuurid seisavad sageli silmitsi karmide keskkonnatingimustega. Selle asemel, et kasutada energiat kasvuks, sunnivad sellised tegurid nagu haigused, äärmuslikud temperatuurid ja soolane pinnas taimi kasutama seda tekkinud stressile reageerimiseks. Seda nähtust nimetatakse "kompromissiks kasvule reageerimise ja stressi vahel".
Nagoya ülikooli teadlaste meeskond on avastanud seni tundmatu viisi, kuidas reguleerida, kas taim kasutab oma ressursse kasvuks või stressiga toimetulekuks. Phys.org portaal. See avastus võib võimaldada kontrollida stressireaktsiooni põllumajandustingimustes, suurendades nende saaki. Teadlased avaldasid oma tulemused ajakirjas teadus.
Uurimisrühm, mida juhtisid professor Yoshikatsu Matsubayashi ja dotsent Mari Ohnishi Jaapani Nagoya ülikooli loodusteaduste koolist, uuris hormoonide ja nende retseptorite rolli taimede stressile reageerimisel.
Nad keskendusid kolmele retseptorile, mille jaoks vastavat hormooni ei olnud veel tuvastatud. Kasutades väikest õistaime Arabidopsis thaliana, avastasid nad PSY perekonna, mis toimib hormoonina, seondudes nende retseptoritega ja muutes stressireaktsiooni kasvuks ja vastupidi.
Tavaliselt toimivad retseptorid ja hormoonid lukkude ja võtmetena, kusjuures hormoon (antud juhul peptiid PSY) toimib bioloogilise protsessi käivitamiseks vajaliku võtmena. Kuid selles uuringus oli taimerakkudel, mis ei tootnud PSY-d, aktiivne stressireaktsioon. Seetõttu viitab see sellele, et stressireaktsiooni aktiveerimise asemel hoiab PSY "võtme" olemasolu retseptori "lukus" seda väljas.
Stressireaktsioonide olemuse testimiseks kasvatasid teadlased taimi äärmiselt stressirohketes tingimustes, kasutades kuumust, soola ja nakatasid neid bakteritega. Taimed, mis olid kas puudulikud PSY-retseptorite suhtes või said pidevalt PSY-hormooni, ei reageerinud stressile adekvaatselt, mistõttu vähenes ellujäämine. Teadlased jõudsid järeldusele, et stressis taimed lõpetavad PSY tootmise, mille puudumine põhjustab stressireaktsioone.
Selle nähtuse selgitamiseks pakkusid teadlased välja mehhanismi, mille abil kahjustatud rakud vähendavad PSY hormoonide kontsentratsiooni kahjustatud piirkondadega külgnevates rakukihtides. See PSY puudumine käivitab stressireaktsiooni. Oluline on see, et see võib selgitada, miks isegi kahjustatud taimed võivad sõnumeid saata.
Selle asemel, et kasutada oma piiratud ressursse uue signaali loomiseks, võib kahjustatud taimerakk hoopis peatada PSY hormooni vabanemise, aktiveerides stressireaktsiooni. Selline mehhanism võimaldaks tasakaalustada pingetaluvust kaasnevate energiakuludega. Selle tulemusena saavad taimed isegi kõige stressirohkemates keskkonnatingimustes kasvada, hallates oma piiratud ressursse.
Enamik Arabidopsises leiduvaid mehhanisme leidub ka teistes taimedes. Seetõttu kehtivad need tulemused kõigi põllukultuuride puhul.