Forskare har funnit hur de kan få blad att överleva längre

Stay-green-mutanter

Så kallade stay-green-mutanter fullföljer inte åldringsprocessen som vanliga växter utan behåller sina gröna blad mycket längre

Tidigare studier hade visat att stay-green-mutanter ansamlar ovanligt höga halter av aminosyror, något som tyder på att exporten av näringsämnen fungerar sämre, vilket är viktigt eftersom aminosyror innehåller näringsämnet kväve som växter noggrant återvinner från åldrande blad innan de dör.

Därför ställde forskarna hypotesen att vissa aminosyror skulle kunna fungera som signaler för hur långt återvinningen av kväve har kommit.

Olivier Keech och hans postdoktorer Shah Hussain och Clément Boussardon undersökte en grupp Arabidopsis-mutanter, som är stay-green-mutanter, för att hitta molekyler som skulle kunna hjälpa bladceller att följa hur återvinningen fortskrider.

Arginin stack ut

Forskarna testade om enskilda aminosyror kunde påverka åldringsprocessen och bland de aminosyror som undersöktes stack arginin ut.

Blad som behandlades med arginin förblev gröna mycket längre än blad som inte behandlades, vilket visar att höga nivåer av arginin fördröjer bladens åldrande.

Forskarna fann att åldrande blad aktiverar transportsystem som sänker nivåerna av arginin och att dessa transportsystem inte aktiveras hos stay-green-mutanter, vilket leder till att arginin ansamlas.

För att avgöra om minskningen av arginin är en nödvändig del av processen eller bara var en följd av senescensen, den biologiska processen för åldrande, återställde forskarna arginintransporten i stay-green-mutanterna.

Grödor med bättre motståndskraft

Olivier Keech säger att de till en början inte trodde att en så vanlig metabolit som arginin kunde spela en så avgörande roll för bladens åldrande.

”Det verkliga genombrottet kom när vi såg att det räckte att återställa en fungerande arginintransport för att få mutantplantorna att återgå till ett normalt senescensförlopp”, säger han i pressmeddelandet.

Forskarna såg att när nivåerna av arginin sjunker startar den process som leder till bladdöd och de drar slutsatsen att växter använder argininnivåer för att avgöra när det är dags att inleda de sista stegen i celldödsprocessen.

Cellerna tolkar låga argininnivåer som ett tecken på att återvinningen i stort sett är avslutad och att den slutliga celldödsprocessen kan fortsätta.

Den här övergången avgör om blad fortfarande kan återhämta sig eller inte, vilket innebär att ökad kunskap om hur växter styr den här övergången på sikt kan bidra till grödor som behåller sin motståndskraft längre under ogynnsamma förhållanden.

Läs mer på E55: AI ska hjälpa oss människor att prata med växter

Läs mer på Dagens PS: Växter överraskar forskare – genombrott kan förändra jordbruket

Läs mer på Realtid: Så ska växter bli gruvnäringens nya kassako