Optrævler de metaboliske mysterier af græstørv under varmestress

Et forskerhold har identificeret vigtige metaboliske sammensætningsforskelle mellem etårigt blågræs og krybende bentgræs under varmestress, hvilket afslører specifikke metabolitter forbundet med varmetolerance. Resultaterne understreger potentialet i at bruge disse metabolitter som biomarkører til at avle mere modstandsdygtige græsplænevarianter.

Denne forskning lover at forbedre plænehåndteringsstrategier, der sikrer, at golfbaner og sportsbaner kan opretholde græs af høj kvalitet for at forsvare sig mod stigende temperaturer og klimavariationer.

Annual bluegrass (P. annua L.) er en populær kølig sæsongræs på golfbaner globalt, kendt for sin ydeevne i milde klimaer som Pacific Northwest, men alligevel kæmper med varmestress i varmere overgangszoner.

På trods af dets historiske klassificering som ukrudt på grund af dets lave tolerance over for varme, har nylige ændringer i forvaltningspraksis tilskyndet dets dyrkning sammen med krybende bentgræs (A. stolonifera). P. annuas følsomhed over for varmeinduceret stress fører imidlertid til tidlig forringelse af græstørvskvalitet, hvilket giver udfordringer for at bevare æstetisk tiltalende greens.

En undersøgelse offentliggjort i Grass Research den 19. april 2024, har til formål at udforske de fysiologiske og metaboliske forskelle mellem P. annua og A. stolonifera under varmestress, idet det forsøger at forbedre modstandsdygtigheden af ​​disse græsser i lyset af eskalerende temperaturer på grund af klimaændringer.

I denne undersøgelse vurderede forskere de fysiologiske reaktioner og metaboliske ændringer af P. annua og A. stolonifera under varmestress. Gennem strenge tests, herunder måling af græstørvskvalitet (TQ), procent grønt baldakindækning og bladelektrolytlækage (EL), blev der observeret signifikante forskelle i, hvordan hver art klarede varmestress.

Resultaterne viste, at A. stolonifera opretholdt højere TQ og mindre fald i grønt baldakindækning sammenlignet med P. annua, som led mere udtalt skade. Metabolisk identificerede væskekromatografi-massespektrometri (LC-MS) 55 metabolitter, der ændrede sig under varmestress.

Især viste A. stolonifera en reguleret respons med 17 opregulerede og 22 nedregulerede metabolitter, i modsætning til P. annuas mere alvorlige reaktion, der involverede 21 opregulerede og 26 nedregulerede metabolitter.

Disse resultater indikerer en stærkere modstandsdygtighed i A. stolonifera på grund af en mere gunstig metabolisk justering under varmestress, hvilket fremhæver potentielle mål for forbedring af varmetolerancen i græsplæner gennem metabolisk konstruktion.

Ifølge studiets ledende forsker, Bingru Huang, "Forståelse af mekanismerne for de differentielle reaktioner af P. annua og A. stolonifera er af stor betydning for udvikling af strategier til at forbedre græsplænens ydeevne for græsarter i den kolde sæson i områder med kronisk varmestress og forventet global opvarmning."

Sammenfattende forbedrer dette arbejde ikke kun vores forståelse af græstørvsbiologi under klimastress, men baner også vejen for fremtidige anvendelser inden for genetisk forbedring og plænehåndteringspraksis.

Specifikt kunne den opnåede indsigt føre til udviklingen af ​​genetisk modificerede græsser med forbedret varmetolerance, der tilbyder praktiske løsninger til at bevare grønne områder i stadig varmere klimaer.

Flere oplysninger: Sean McBride et al., Differential Metabolic Responses to Heat Stress Associated with Interspecific Variations in Stress Tolerance for Annual Bluegrass and Creeping Bentgrass, Grass Research (2024). DOI:10.48130/grares-0024-0011

Leveret af Chinese Academy of Sciences