Hvad sker der, når planter har stressreaktioner at røre ved

Et 30 år gammelt genetisk mysterium er blevet løst. Det er tidligere fastslået, at berøring kan udløse stressreaktioner hos planter. De molekylære modeller til at forklare denne proces har dog hidtil været ret spartanske. Nu har forskere ved Lunds Universitet i Sverige fundet genetiske nøgler, der forklarer, hvordan planter reagerer så stærkt på mekaniske stimuli. At knække denne kode kan hjælpe med at føre til højere udbytter og forbedret stressresistens i afgrøder i fremtiden.

Når du vander dine haveplanter, reagerer de direkte på et biokemisk niveau. Når en knivsæg skærer en rabarberstilk, aktiveres tusindvis af gener, og stresshormoner frigives.

I modsætning til mennesker kan planter ikke føle smerte, men de reagerer stadig stærkt på mekaniske stimuli fra f.eks. menneskelig berøring, sultne dyr, vind og regn. Disse eksterne faktorer fører til, at plantens molekylære forsvarssystem aktiveres hurtigt, hvilket igen kan bidrage til, at planter bliver mere modstandsdygtige og blomstrer senere.

Selvom fænomenet har været kendt siden Darwin, er der stadig mange spørgsmålstegn. En ny undersøgelse offentliggjort i Science Advances har undersøgt de komplekse reguleringsnetværk, der påvirker, hvordan anlæggets forsvar styrkes af ydre påvirkninger.

"Vi udsatte planten thale karse for blød børstning, hvorefter tusindvis af gener blev aktiveret, og stresshormoner blev frigivet. Derefter brugte vi genetisk screening til at finde de gener, der var ansvarlige for denne proces," forklarer Olivier Van Aken, biologiforsker ved Lund Universitet.

Tidligere undersøgelser har vist, at plantehormonet jasmonsyre er en vigtig mediator i berøringssignalering. Det har også været kendt, at jasmonsyre kun er en del af plantens komplekse netværk af berøringsfølsomme reaktioner, og at der er flere uidentificerede veje, som endnu ikke er blevet afsløret. Efter omfattende laboratoriearbejde var forskerne i stand til at identificere tre nye proteiner, der spiller en nøglerolle i planternes reaktion på berøring.

"Vores resultater løser et videnskabeligt mysterium, som har unddraget sig verdens molekylærbiologer i 30 år. Vi har identificeret en helt ny signalvej, der styrer en plantes reaktion på fysisk kontakt og berøring. Nu fortsætter jagten på flere veje," siger Essam Darwish, biologiforsker ved Lunds Universitet.

Hvilke mulige anvendelser vil de nye resultater have? Olivier Van Aken studerer også en århundreder gammel japansk landbrugsteknologi, der involverer nedtrampning af korn i vækstfasen for at opnå mere rigelig høst. Forskerne mener, at der er meget skjult viden om, hvordan mekaniske stimuli kan føre til højere udbytter og forbedret stressmodstand i afgrøder. Viden, der på sigt kan ændre det moderne landbrug i sin kerne.

"I betragtning af de ekstreme vejrforhold og patogene infektioner, som klimaændringer fører til, er det af yderste vigtighed at finde nye økologisk ansvarlige måder at forbedre afgrødernes produktivitet og resistens på," slutter Olivier Van Aken.