Cum știu plantele atunci când sunt „sătule”? Cercetătorii au descoperit un mecanism uimitor!

Care este mecanismul care ajută plantele să se simtă „sătule”? Cercetătorii de la Universitatea din New York (SUA) au descoperit mecanismul molecular care le spune plantelor când au absorbit suficient azot. Descoperirea ar putea permite dezvoltarea unor culturi care utilizează mai eficient acest element, reducând astfel cantitatea de îngrășăminte necesară în agricultură.

„Prin identificarea regulatorilor genetici sensibili la diferite niveluri și forme de azot, am descoperit un factor care controlează utilizarea acestuia și care ar putea îmbunătăți absorbția și transformarea lui în azot organic”, a declarat Gloria Coruzzi, profesoară în cadrul Universității din New York și coautoare a studiului.

Deși îngrășămintele pe bază de azot au contribuit la creșterea producției agricole în ultimele decenii, plantele absorb doar aproximativ jumătate din cantitatea aplicată. Restul ajunge în ape, unde afectează ecosistemele și favorizează înflorirea algelor, sau rămâne în sol, contribuind la formarea protoxidului de azot, un gaz cu efect de seră de 273 de ori mai puternic decât dioxidul de carbon. În plus, producerea și transportul îngrășămintelor sunt costisitoare și afectate de contextul geopolitic.

„O utilizare mai eficientă a îngrășămintelor ar avea beneficii importante pentru mediu și economie”, a spus Coruzzi.

Iată mecanismul care ajută plantele să se simtă „sătule”!

Care este mecanismul care ajută plantele să se simtă „sătule”? În cadrul studiului, cercetătorii au identificat proteina HHO5, care acționează ca un regulator al „sațietății” față de azot. Atunci când planta acumulează suficient azot organic, expresia genei HHO5 crește. Proteina activează gene implicate în metabolizarea azotului organic și a aminoacizilor, dar, în același timp, inhibă genele responsabile de absorbția suplimentară a azotului anorganic din sol.

„Transformarea azotului anorganic în azot organic necesită multă energie. Când există suficient azot organic, HHO5 transmite semnalul că planta nu mai trebuie să absoarbă azot din sol, economisind astfel energie”, a explicat autorul principal al studiului, Will Hinckley, citat de EurekAlert.

Oamenii de știință au descoperit și că HHO5 își schimbă funcția în funcție de proteinele cu care interacționează. Singură, ea blochează absorbția azotului anorganic, însă împreună cu proteina WRKY21 activează genele implicate în utilizarea azotului organic. Folosind tehnica genomică DoubleTARGET, cercetătorii au confirmat că asocierea celor două proteine stimulează genele responsabile de răspunsul la azotul organic și de mecanismele de apărare ale plantei.

Cercetătorii vor să obțină plante mai eficiente

Pentru a verifica rolul HHO5, echipele din SUA și Argentina au studiat plante de Arabidopsis lipsite de această proteină. În anumite condiții, acestea au absorbit aproape de trei ori mai mult azot decât plantele normale.

„Rezultatele confirmă că HHO5 transmite semnalul de oprire a absorbției azotului anorganic. Faptul că eliminarea acestei proteine crește absorbția azotului sugerează că modificarea sa ar putea îmbunătăți semnificativ eficiența cu care plantele folosesc acest nutrient”, a declarat Mariana Obertello.

Universitatea din New York a depus deja o cerere de brevet pentru această tehnologie, în vederea dezvoltării unor plante capabile să utilizeze mai eficient azotul din sol.

Studiul a fost publicat în revista The Plant Cell.

Vă recomandăm să citiți și:

Erupțiile vulcanice din Cercul de Foc al Pacificului ar fi răcit Pământul timp de secole

Gândacii de bucătărie au o memorie colectivă, indică un studiu

Moliile pot mirosi cu aripile, au descoperit cercetătorii

Test de cultură generală. În care ocean trăiesc cei mai mulți rechini?