Με επικεφαλής επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Ανατολικής Αγγλίας (UEA), μια νέα μελέτη αποκαλύπτει τα γονίδια που επιτρέπουν στα φυτά να παράγουν ένα νέο μόριο κατά του στρες που ονομάζεται διμεθυλσουλφονιοπροπιονικό ή DMSP.
Τα περισσότερα φυτά παράγουν το DMSP, αλλά σύμφωνα με τη συγκεκριμένη μελέτη η παραγωγή του σε υψηλά επίπεδα επιτρέπει στα φυτά να αναπτύσσονται και να επιβιώνουν σε παράκτιες αλυκές. Η έρευνα δείχνει επίσης ότι τα φυτά μπορούν να αναπτυχθούν και κάτω από άλλες στρεσογόνες συνθήκες, όπως η ξηρασία, όταν είτε εφοδιάζονται με DMSP, είτε όταν αναπτύσσουν στελέχη που παράγουν το δικό τους DMSP. Μια τέτοια προσέγγιση μπορεί να είναι ιδιαίτερα ωφέλιμη σε εδάφη φτωχά σε άζωτο για τη βελτίωση της γεωργικής παραγωγικότητας.
Αυτή είναι η πρώτη μελέτη, τα ευρήματα της οποίας δημοσιεύονται σήμερα στο περιοδικό Nature Communications, που περιγράφει τα γονίδια που χρησιμοποιούν τα φυτά για να παραγάγουν το DMSP. Η μελέτη προσδιορίζει γιατί τα φυτά παράγουν αυτό το μόριο και ανακαλύπτει ότι το διμεθυλσουλφονιοπροπιονικό ή DMSP μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση της ανοχής των φυτών στο στρες.
Επιστήμονες από τη Σχολή Βιολογικών Επιστημών, από το Χημικό και από τον τομέα Φαρμακευτικής και Φαρμακολογίας του UEA, αλλά και από το Ocean University of China, μελέτησαν ένα είδος χόρτου που ζει σε παράκτιες αλυκές, το Spartina anglica, το οποίο παράγει υψηλά επίπεδα DMSP και σύγκριναν τα γονίδιά του με γονίδια άλλων φυτών που παράγουν το μόριο, κυρίως σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Πολλά από αυτά τα είδη με χαμηλή συσσώρευση DMSP είναι φυτά καλλιεργειών που καλύπτουν μεγάλες εκτάσεις στο Ηνωμένο Βασίλειο, όπως το κριθάρι και το σιτάρι.
Οι ερευνητές εντόπισαν τρία ένζυμα που εμπλέκονται στην παραγωγή του DMSP σε υψηλά επίπεδα στο Spartina anglica.
Το DMSP διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην προστασία από το στρες και είναι αναπόσπαστο μέρος της παγκόσμιας ανακύκλωσης άνθρακα και θείου, καθώς και στην παραγωγή ενεργών αερίων για το κλίμα. Τα οικοσυστήματα Saltmarsh, ιδιαίτερα εκείνα στα οποία κυριαρχούν τα χόρτα Spartina, είναι εστίες για την παραγωγή DMSP, επειδή αυτά τα φυτά είναι σε θέση να συνθέσουν ασυνήθιστα υψηλές συγκεντρώσεις της ένωσης.
«Η μελέτη μας δείχνει ότι τα περισσότερα φυτά παράγουν την αντι-στρες ένωση DMSP. Συγκεκριμένα, το αλμυρόχορτο Spartina είναι ιδιαίτερο λόγω των υψηλών επιπέδων του μορίου που συσσωρεύει. Αυτό είναι σημαντικό γιατί οι παράκτιες αλυκές όπου ευδοκιμεί το χόρτο Spartina είναι “hot sopt” για την παραγωγή τόσο του μορίου DMSP, όσο και του αερίου διμεθυλοσουλφιδίου που ψύχει το κλίμα μέσω της δράσης μικροοργανισμών που διασπούν το μόριο DMSP», σχολιάζει ο καθηγητής Jon Todd, της Σχολής Βιολογικών Επιστημών του UEA, που συμμετείχε στη μελέτη.
«Αυτή η ανακάλυψη παρέχει θεμελιώδη κατανόηση για το πώς τα φυτά ανέχονται το στρες και είναι πολλά υποσχόμενη για τη βελτίωση της ανοχής των καλλιεργειών στην αλατότητα και την ξηρασία, κάτι που είναι σημαντικό για την ενίσχυση της γεωργικής βιωσιμότητας, το οποίο αποτελεί ζητούμενο στην εποχή της παγκόσμιας κλιματικής αλλαγής», προσθέτει ο επικεφαλής συγγραφέας Dr Ben Miller, από τη Σχολή Βιολογικών Επιστημών του UEA.
