Planter kan modstå klimaforandringer og komme sig efter tørke ved at justere lignin-kemiske kode

En ny undersøgelse viser, at vi kan skabe og/eller udvælge planter, der bedre kan komme sig efter tørken uden at påvirke plantens størrelse eller frøudbytte ved at genmodificere deres ligninkemi. Disse resultater kan bruges i både landbrug og skovbrug til at tackle fremtidige klimaudfordringer.

Lignin, den næstmest udbredte biopolymer på Jorden, repræsenterer omkring 30 procent af det samlede kulstof på planeten. Det tillader planter at lede vand og stå oprejst; uden lignin kan planter hverken vokse eller overleve.

"Planter er lavet af mange forskellige celler, nogle af dem er forstærket med lignin og samles til hinanden for at danne et rør, der leder vand, som et sugerør til at drikke din cocktail," forklarer Delphine Ménard, leder af cellekulturplatformen i Stockholm Universitetsafdelingen for Økologi, Miljø og Plantevidenskab (DEEP), "lignin er så stærk, at rørcellerne kan modstå vakuum, mens andre celler er fladtrykte."

I lang tid mente forskerne ikke, at lignin havde en "kode" som i DNA eller proteiner. Forskere ledet af DEEP i samarbejde med Stockholms Universitets Institut for Materialer og Miljøkemi (MMK) og Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT) har nu udfordret dette gamle paradigme ved at demonstrere eksistensen af ​​en lignin "kemisk kode." De viste, at hver celle bruger denne "kemiske kode" til at justere deres lignin til at fungere optimalt og modstå belastninger. Disse resultater er offentliggjort i The Plant Cell og kunne bruges i både landbrug og skovbrug til at tackle fremtidige klimaudfordringer.

"Det kræver kun en simpel kemisk ændring, kun et brintatom bortset fra alkohol til aldehyd for at gøre planter meget modstandsdygtige over for tørke under forhold, hvor alkoholrige planter alle ville dø," forklarer Edouard Pesquet, lektor i molekylær plantefysiologi og seniorforfatter af undersøgelsen.

Interessant nok viste professor Shinya Kajita fra TUAT, at så store stigninger af ligninaldehyder kan forekomme naturligt i naturen. I den japanske silkeindustri har for eksempel morbær med de højeste niveauer af ligninaldehyd længe været brugt og elsket af silkelarve.

"Disse resultater reviderer vores forståelse af lignin og plantevandsledning, men åbner også store muligheder for at bruge ligninkoden til at forbedre afgrøder og træer til at håndtere problemer med vandtilgængelighed. Modifikationen af ​​ligninkemi på enkeltcelleniveau er i sidste ende den mekanisme, der muliggør planter. at vokse, hydrere og modstå klimaforandringer," siger Edouard Pesquet. + Udforsk yderligere

Ved design:Fra affald til næste generation af kulfiber