Forskere bruker synkrotronlys for å bokstavelig talt skrelle tilbake løkcelleveggene for å hjelpe planter bedre å tåle påkjenningene forårsaket av klimaendringer og sykdom.
"Vi vet at det har vært mye tørke på præriene, og folks levebrød står på spill," sa Ariana Forand, en masterstudent ved College of Agriculture and Bioresources ved University of Saskatchewan (USask). "Det ville være utrolig å finne modifikasjoner som ville tillate planter å motstå flere påkjenninger."
Forand ledet et prosjekt som utforsket hvordan kalsium og bor spiller en gunstig rolle i å styrke plantecellevegger, bidra til å redusere dehydreringen som følger med frysing og tørke og øke motstanden mot patogener.
Som det viste seg, var løk den perfekte planten å teste teorien på.
Teamet analyserte løkprøver og samlet inn data ved Advanced Photon Source (APS) i Illinois, takket være anleggets partnerskap med Canadian Light Source (CLS) ved University of Saskatchewan.
"Dette prosjektet bygger virkelig på arbeidet til en tidligere USask masterstudent, Jun Liu, som utførte frysestressarbeid," sa Forand, "og vi vet at både i tørke og kulde mister planter vann på lignende måter."
Løk er gode planter å bruke "fordi du enkelt kan skrelle bort et enkelt lag med celler og se endringene i celleveggen," en plantestruktur som er nøkkelen til å beskytte mot påkjenninger av ulike slag.
Et unikt trekk ved denne forskningen, hvis resultater var publisert i tidsskriftet Plants, var at den så på flere påkjenninger samtidig – dehydrering i walisisk løk og kokende løk, og patogenresistens i Arabidopsis, et lite blomstrende ugress som er hjemmehørende i Afrika.
Etter å ha tilsatt kalsium blandet med vann til de drivhusdyrkede løkene, brukte Forand synkrotronrøntgenmikroskopi for å bekrefte ikke bare at plantene hadde tatt opp kalsiumet, men at det lokaliserte seg i celleveggen.
Videre testing med tørre forhold viste en reduksjon i vanntap i de behandlede plantene. På samme måte er bor kjent for å binde seg til pektin i celleveggene til Arabidopsis, noe som styrker motstanden mot introdusert sykdom.
"Vi så på måter å strukturelt forsterke cellevegger," sa Forand. Å bekrefte at kalsium og bor reduserer virkningen av fuktighetstap og sykdom åpner døren for å se etter en lignende effekt i andre planter.
Dr. Karen Tanino, USask-professor i plantevitenskap og Forands veileder, sa at i et gitt år, "kan ett stress være mer utbredt enn et annet - du kan bare ikke forutsi hva det vil være. Denne forskningen gir en sjanse til å beskytte planter mot stressvariasjoner fra år til år."
Både Forand og Tanino mener å utvide forskningen deres gir muligheter for å styrke motstanden mot fukttap og sykdom i både åkervekster og i hagebruksnæringen.
For mer informasjon:
Victoria Schramm
Kanadisk lyskilde
Tlf: + 1 306-657-3516
E-post: victoria.schramm@lightsource.ca