גידולים חקלאיים מתמודדים לעתים קרובות עם תנאים סביבתיים קשים. במקום להשתמש באנרגיה לצמיחה, גורמים כמו מחלות, טמפרטורות קיצוניות וקרקעות מלוחות מאלצים את הצמחים להשתמש בה כדי להגיב ללחץ שנוצר. תופעה זו נקראת "הפשרה בין התגובה לגדילה ללחץ".
צוות חוקרים מאוניברסיטת נאגויה גילה מסלול שלא היה ידוע בעבר כדי לווסת האם צמח משתמש במשאביו לצמיחה או להתמודדות עם מתח. פורטל Phys.org. תגלית זו יכולה לאפשר שליטה על תגובת הלחץ בתנאים חקלאיים, ולהגדיל את התשואה שלהם. המדענים פרסמו את תוצאותיהם בכתב העת מדע.
צוות המחקר, בראשות פרופסור יושיקאטסו מטסובאיאשי ופרופסור חבר מרי אונישי מבית הספר למדעי החיים של אוניברסיטת נאגויה ביפן, חקר את תפקידם של ההורמונים והקולטנים שלהם בתגובות הצמח ללחץ.
הם התמקדו בשלושה קולטנים שעבורם טרם זוהה ההורמון המתאים. באמצעות Arabidopsis thaliana, צמח פורח קטן, הם גילו את משפחת ה-PSY שמתפקדת כהורמון, נקשרת לקולטנים הללו ומחליפה את תגובת הלחץ לגדילה ולהיפך.
בדרך כלל, קולטנים והורמונים מתפקדים כמנעולים ומפתחות, כאשר ההורמון (במקרה זה, הפפטיד PSY) משמש כמפתח הדרוש לתחילת התהליך הביולוגי. עם זאת, במחקר זה, לתאי צמחים שלא ייצרו PSY בכל זאת הייתה תגובת לחץ פעילה. לכן, הדבר מצביע על כך שבמקום להפעיל את תגובת הלחץ, נוכחותו של "מפתח" PSY ב"נעילת" הקולטן מונעת אותה.
כדי לבדוק את אופי תגובות הלחץ, החוקרים גידלו צמחים בתנאי לחץ קיצוניים באמצעות חום, מלח והדביקו אותם בחיידקים. צמחים שהיו חסרים בקולטני PSY או שקיבלו כל הזמן את הורמון ה-PSY לא הגיבו כראוי ללחץ, מה שגרם להפחתת ההישרדות. המדענים הגיעו למסקנה שצמחים לחוצים מפסיקים לייצר PSY, שהיעדרו גורם לתגובות לחץ.
כדי להסביר את התופעה הזו, הציעו החוקרים מנגנון לפיו תאים פגועים מפחיתים את ריכוז הורמוני ה-PSY בשכבות התאים הסמוכות לאזורים הפגועים. חוסר זה של PSY מעורר את תגובת הלחץ. חשוב לציין, זה עשוי להסביר מדוע אפילו צמחים פגומים יכולים לשלוח הודעות.
במקום להשתמש במשאבים המוגבלים שלו כדי ליצור אות חדש, תא הצמח הפגוע יכול במקום זאת לעצור את שחרור הורמון ה-PSY, להפעיל את תגובת הלחץ. מנגנון כזה יאפשר לאזן בין עמידות ללחץ לבין עלויות האנרגיה הנלוות. כתוצאה מכך, גם בתנאי הסביבה המלחיצים ביותר, צמחים עדיין יכולים לצמוח על ידי ניהול המשאבים המוגבלים שלהם.
רוב המנגנונים המצויים בארבידופסיס נמצאים גם בצמחים אחרים. לכן, תוצאות אלה חלות על כל הגידולים.