Ny studie: fältexperiment avslöjar insikter i hur växter anpassar sig med biologiska klockor

StockholmForskare från John Innes Centre, Kyoto University och The Sainsbury Laboratory i Cambridge har genomfört fältexperiment för att undersöka hur växternas inre klockor fungerar under verkliga förhållanden. Dessa experiment har hjälpt vetenskapsmännen att förstå hur växterna kombinerar signaler från sina inre klockor med miljömässiga signaler när förhållandena förändras naturligt.

Forskare har upptäckt att växter har en genetisk väg som skyddar dem mot cellskador orsakade av starkt ljus och kyla. Denna väg styrs av växternas inre klockor som är anpassade till det 24-timmars dygnsrytmen. Nya studier som genomfördes kring equinoxerna syftade till att undersöka hur denna mekanism fungerar i naturen.

Viktiga resultat inkluderar:

En analys av en naturlig population av Arabidopsis halleri-växter på den japanska landsbygden uppvisade förändringar i genuttryck över 24-timmarscykler. RNA extraherades från växterna varannan timme för att övervaka genuttrycksnivåerna. Specialbyggd utrustning användes för att reglera temperaturen runt växterna, vilket återskapade laboratorieförhållanden. Forskarna bar gröna filter för att inte påverka växterna med ljuset från sina pannlampor under nattbesöken.

Läs också:

Idag · 12:24

Innovativ process förvandlar växtavfall till grönt flygbränsle

Forskargruppen upptäckte liknande mönster i genaktivitet kopplad till kroppens inre klocka och miljösignaler, precis som i laboratorieförsök. Detta innebär att laboratorieresultaten även gäller i verkliga miljöer. De använde dessa data för att skapa modeller som kan förutse genaktivitet utifrån miljöförändringar.

Att förstå hur växter reagerar på förändringar i sin miljö är viktigt. Om vi kan lista ut hur växters inre klockor svarar på dessa förändringar, kanske vi kan utveckla grödor som är bättre anpassade för framtida klimatförhållanden. Användningen av Bayesiansk tidsserieanalys har varit effektiv för denna typ av forskning. I framtiden skulle dessa modeller kunna hjälpa oss att förstå hur växter hanterar saker som fotosynteshastigheter eller anpassning till olika temperaturer.

Studien visar hur biologi och miljövetenskap är kopplade. Genom att använda laboratoriefynd i verkliga situationer kan forskare göra bättre prognoser och lösningar för jordbruk och miljöhantering i takt med att klimatet förändras. Att kombinera interna växtklockor med miljösignaler hjälper oss att förstå hur växter kommer att hantera framtida förändringar i deras omgivning.