Ledtråd for kondens forklarer, hvordan planter mærker skiftende efterårstemperatur

Planter bruger et specialiseret protein til at registrere efterårets begyndelse ved at fornemme kondens, der dannes på deres blade, når temperaturen falder, ifølge en ny undersøgelse foretaget af forskere ved RIKEN Center for Sustainable Resource Science (CSRS) og University of Tokyo.

Resultaterne, der er offentliggjort i tidsskriftet Current Biology, giver ny indsigt i, hvordan planter reagerer på skiftende miljøforhold og kan have konsekvenser for landbruget, såvel som for at forstå virkningerne af klimaændringer på plantebiologi.

"Vi har identificeret et protein, der sætter planter i stand til at fornemme kondensering, hvilket er en nøglefaktor i reguleringen af ​​plantevækst og udvikling," siger RIKEN CSRS Group Director Motomu Uemura, der ledede undersøgelsen. "Denne opdagelse er et væsentligt skridt fremad i vores forståelse af planternes sensoriske biologi."

Planter bruger en række sensoriske mekanismer til at registrere ændringer i deres miljø, såsom lys, temperatur og fugtighed. Disse signaler bruges derefter til at regulere forskellige fysiologiske og udviklingsmæssige processer, såsom frøspiring, blomstring og frugtmodning.

I tilfælde af efterårstemperaturændringer har planter været kendt for at reagere ved at ændre farven på deres blade, en proces kaldet bladaldring. Den nøjagtige mekanisme, hvormed planter mærker efterårets begyndelse, er dog ikke fuldt ud forstået.

I deres undersøgelse fokuserede RIKEN og University of Tokyos forskere på et protein kaldet CASPARIAN STRIP MEMBRANE DOMAIN PROTEIN 1 (CASP1). Dette protein er placeret i plasmamembranen af ​​planteceller, som er den ydre grænse af cellen.

Forskerne fandt ud af, at CASP1 er involveret i dannelsen af ​​kondensdråber på planteblade. Når temperaturen falder, danner CASP1 klynger i plasmamembranen, som fungerer som kernedannelsessteder for vanddamp til at kondensere. Denne kondensering udløser derefter en signalvej, der fører til produktionen af ​​ethylen, et plantehormon, der er involveret i ældning af blade.

"Vores resultater giver en molekylær mekanisme for, hvordan planter fornemmer efterårets begyndelse," siger Uemura. "Denne opdagelse kan få konsekvenser for landbruget, da den kan føre til nye måder at kontrollere planternes vækst og udvikling på. Desuden kan den også hjælpe os til at forstå, hvordan planter reagerer på klimaændringer, da ændringer i temperatur og luftfugtighed kan påvirke deres evne til at fornemme de skiftende årstider."