Växtens vaktceller avläser miljösignaler: balans mellan vattenhushållning och fotosyntes genom kalciumsignaler

StockholmI växter finns det speciella celler som kallas slutceller, vilka spelar en viktig roll i att hantera växtens vattenanvändning. De reglerar öppnandet och stängandet av stomata, som är små öppningar på bladets yta. Denna reglering är avgörande för att upprätthålla rätt balans mellan att behålla vatten och ta in koldioxid, vilket båda är nödvändiga för fotosyntesen.

Forskare vid Julius-Maximilians-Universität Würzburg har gjort nya upptäckter om funktionen hos slutceller. Dessa celler använder SLAC/SLAH-typ anjonkanaler för att svara på kalciumsignaler. Dessa signaler aktiveras av förändringar i miljön, utlösta av olika viktiga faktorer.

• Vattenbrist
• Ljusillgänglighet
• Jordens salthalt
• Angrepp från patogener

Dessa celler hanterar kalciumsignaler, kallade kalciumtransienter, som fungerar på ett allt-eller-inget-sätt för att styra öppningen och stängningen av stomata. Experiment med olika ljuspulslängder visade att kalciumsignalerna förblev konsekventa, vilket tyder på ett avancerat internt system som förstärker dessa signaler. Genom att blockera kalciumets inträde stoppas systemets respons, vilket visar hur viktiga dessa signaler är.

Läs också:

Idag · 17:38

Maskar avslöjar hur minnen av sex och hunger tävlar om hjärnans fokus

Väktarceller kan identifiera upp till sex kalciumsignaler, vilket gör det möjligt för dem att utföra sina uppgifter. Forskning har visat att stomata stänger mer ju fler signaler de mottar och blir helt stängda efter 12 signaler. Denna förmåga att räkna är en noggrann process som hjälper växter att upprätthålla balans.

Forskare försöker förstå hur dessa system fungerar, men de har fortfarande många frågor. Till exempel vill de veta vilka delar av processen som beror på hur ofta något inträffar, då detta kan hjälpa till att bättre förklara växternas beteende. Dessutom kan studier om hur slutceller uppfattar dessa signaler leda till nya idéer för att förbättra jordbruket.

Genom att förstå denna signalväg kan vi utveckla grödor som bättre kan hantera stress från exempelvis torka och salt jord. Det kan också underlätta genetisk modifiering av växter för att använda vatten mer effektivt, vilket kan bidra till att lösa vissa problem orsakade av klimatförändringar. Hur kalciumsignaler i slutarceller fungerar visar att växtliv är komplext, och det uppmuntrar till vidare studier inom växtbiologi.