Els cultius agrícoles sovint s'enfronten a condicions ambientals dures. En lloc d'utilitzar l'energia per al creixement, factors com ara malalties, temperatures extremes i sòls salats obliguen les plantes a utilitzar-la per respondre a l'estrès resultant. Aquest fenomen s'anomena "el compromís entre la resposta al creixement i l'estrès".
Un equip d'investigadors de la Universitat de Nagoya ha descobert una via fins ara desconeguda per regular si una planta utilitza els seus recursos per créixer o per fer front a l'estrès. Portal Phys.org. Aquest descobriment podria permetre controlar la resposta a l'estrès en condicions agrícoles, augmentant el seu rendiment. Els científics van publicar els seus resultats a la revista ciència.
L'equip d'investigació, dirigit pel professor Yoshikatsu Matsubayashi i la professora associada Mari Ohnishi de l'Escola de Postgrau en Ciències de la Vida de la Universitat de Nagoya al Japó, va estudiar el paper de les hormones i els seus receptors en les respostes de les plantes a l'estrès.
Es van centrar en tres receptors per als quals encara no s'havia identificat l'hormona corresponent. Utilitzant Arabidopsis thaliana, una petita planta amb flors, van descobrir la família PSY que funciona com una hormona, unint-se a aquests receptors i canviant la resposta a l'estrès al creixement i viceversa.
Normalment, els receptors i les hormones funcionen com a panys i claus, amb l'hormona (en aquest cas, el pèptid PSY) actuant com a clau necessària per iniciar el procés biològic. Tanmateix, en aquest estudi, les cèl·lules vegetals que no van produir PSY van tenir una resposta activa a l'estrès. Per tant, això suggereix que en lloc d'activar la resposta a l'estrès, la presència d'una "clau" PSY al "bloqueig" del receptor la manté apagada.
Per provar la naturalesa de les respostes a l'estrès, els investigadors van cultivar plantes en condicions extremadament estressants utilitzant calor, sal i les van infectar amb bacteris. Les plantes que eren deficients en receptors PSY o que rebien constantment l'hormona PSY no van respondre adequadament a l'estrès, la qual cosa va provocar una reducció de la supervivència. Els científics van concloure que les plantes estressades deixen de produir PSY, l'absència del qual provoca respostes a l'estrès.
Per explicar aquest fenomen, els investigadors van proposar un mecanisme pel qual les cèl·lules danyades redueixen la concentració d'hormones PSY a les capes cel·lulars adjacents a les zones danyades. Aquesta manca de PSY desencadena la resposta a l'estrès. És important destacar que això pot explicar per què fins i tot les plantes danyades poden enviar missatges.
En lloc d'utilitzar els seus recursos limitats per crear un nou senyal, la cèl·lula vegetal danyada pot aturar l'alliberament de l'hormona PSY, activant la resposta a l'estrès. Aquest mecanisme permetria equilibrar la resistència a l'estrès amb els costos energètics associats. Com a resultat, fins i tot en les condicions ambientals més estressants, les plantes encara poden créixer gestionant els seus recursos limitats.
La majoria dels mecanismes que es troben a Arabidopsis també es troben en altres plantes. Per tant, aquests resultats són aplicables a totes les cultures.