Kmetijski pridelki se pogosto soočajo s težkimi okoljskimi razmerami. Namesto da bi porabili energijo za rast, dejavniki, kot so bolezen, ekstremne temperature in slana tla, prisilijo rastline, da jo uporabijo za odziv na nastali stres. Ta pojav imenujemo »kompromis med odzivom na rast in stresom«.
Skupina raziskovalcev z univerze Nagoya je odkrila prej neznano pot za uravnavanje, ali rastlina uporablja svoje vire za rast ali za obvladovanje stresa. Portal Phys.org. To odkritje bi lahko omogočilo nadzor nad odzivom na stres v kmetijskih pogojih, kar bi povečalo njihov donos. Znanstveniki so svoje rezultate objavili v reviji Znanost.
Raziskovalna skupina, ki sta jo vodila profesor Yoshikatsu Matsubayashi in izredna profesorica Mari Ohnishi iz Nagoya University Graduate School of Life Sciences na Japonskem, je proučevala vlogo hormonov in njihovih receptorjev pri odzivih rastlin na stres.
Osredotočili so se na tri receptorje, za katere ustrezni hormon še ni bil identificiran. Z uporabo Arabidopsis thaliana, majhne cvetoče rastline, so odkrili družino PSY, ki deluje kot hormon, se veže na te receptorje in preklaplja stresni odziv na rast in obratno.
Običajno receptorji in hormoni delujejo kot ključavnice, pri čemer hormon (v tem primeru peptid PSY) deluje kot ključ, potreben za začetek biološkega procesa. Vendar pa so v tej študiji rastlinske celice, ki niso proizvedle PSY, vseeno imele aktiven odziv na stres. Zato to nakazuje, da namesto aktivacije odziva na stres prisotnost "ključa" PSY v "ključavnici" receptorja zadrži izklopljenega.
Da bi preizkusili naravo odzivov na stres, so raziskovalci gojili rastline v izjemno stresnih razmerah z uporabo toplote, soli in jih okužili z bakterijami. Rastline, ki so bodisi imele pomanjkanje PSY receptorjev bodisi so stalno prejemale PSY hormon, se niso ustrezno odzvale na stres, kar je povzročilo zmanjšano preživetje. Znanstveniki so ugotovili, da stresne rastline prenehajo proizvajati PSY, katerega odsotnost povzroča odzive na stres.
Da bi pojasnili ta pojav, so raziskovalci predlagali mehanizem, s katerim poškodovane celice zmanjšajo koncentracijo hormonov PSY v celičnih plasteh, ki mejijo na poškodovana območja. To pomanjkanje PSY sproži odziv na stres. Pomembno je, da to lahko pojasni, zakaj lahko celo poškodovane rastline pošiljajo sporočila.
Namesto da bi uporabila svoje omejene vire za ustvarjanje novega signala, lahko poškodovana rastlinska celica namesto tega ustavi sproščanje hormona PSY in tako aktivira odziv na stres. Takšen mehanizem bi omogočil uravnoteženje odpornosti na stres s povezanimi stroški energije. Posledično lahko rastline tudi v najbolj stresnih okoljskih razmerah rastejo z upravljanjem svojih omejenih virov.
Večino mehanizmov, ki jih najdemo v Arabidopsisu, najdemo tudi v drugih rastlinah. Zato so ti rezultati uporabni za vse pridelke.