Undersøgelse viser, hvordan planter tilpasser sig kolde omgivende temperaturer og frost

En ny undersøgelse har kastet lys over, hvordan planter tilpasser sig kolde omgivende temperaturer og frost. Forskningen, udført af et team af forskere fra University of Cambridge, fandt ud af, at planter bruger en kombination af fysiologiske og biokemiske ændringer til at overleve under kolde forhold.

Undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet Nature Plants, fokuserede på en specifik type plante kaldet Arabidopsis thaliana, en lille blomstrende plante, der ofte bruges som modelorganisme i plantebiologi. Forskerne udsatte Arabidopsis-planter for en række kolde temperaturer, fra 4 grader Celsius (39 grader Fahrenheit) til -8 grader Celsius (18 grader Fahrenheit), og analyserede derefter de ændringer, der skete i planternes genekspression, proteinniveauer og metabolitkoncentrationer.

Forskerne fandt ud af, at planterne reagerede på kolde temperaturer ved at foretage en række ændringer, herunder:

* Forøgelse af produktionen af ​​frostvæskeproteiner, som er med til at forhindre, at der dannes iskrystaller i plantens celler.

* Producerer mere opløselige sukkerarter, som hjælper med at beskytte plantens cellemembraner mod skader forårsaget af frysning.

* Nedbrydning af stivelse til glukose, som giver planten energi til at overleve under kolde forhold.

* Øge produktionen af ​​reaktive oxygenarter (ROS), som er molekyler, der kan beskadige planteceller, men som også spiller en rolle i signal- og forsvarsreaktioner.

Forskerne fandt også ud af, at planternes reaktion på kolde temperaturer var påvirket af varigheden af ​​kuldeeksponeringen. Kortvarig kuldeeksponering (op til 24 timer) udløste et andet sæt ændringer i genekspression og proteinniveauer end langvarig kuldeeksponering (mere end 24 timer).

Undersøgelsen giver ny indsigt i de molekylære mekanismer, som planter bruger til at tilpasse sig kolde forhold. Disse oplysninger kan bruges til at udvikle nye strategier til at forbedre kuldetolerancen af ​​afgrøder og andre planter, hvilket gør dem mere modstandsdygtige over for klimaændringer.

"Vores undersøgelse giver et omfattende overblik over de ændringer, der sker i Arabidopsis-planter som reaktion på kolde temperaturer," sagde professor Alison Smith, en af ​​de ledende forskere i undersøgelsen. "Denne information vil hjælpe os med at forstå, hvordan planter overlever i kolde klimaer og kan føre til nye måder at forbedre kuldetolerancen af ​​afgrøder på."