Växlande väder stressar växterna – artikel i Science
Det är inte bara semesterfirare som blir stressade av det ombytliga svenska sommarvädret. Växterna stressas också. De har problem att utnyttja solljuset maximalt när vädret hastigt skiftar men fotosyntesens säkerhetsventil gör dock att växterna klarar sig från större skador.
En forskargrupp vid Umeå Plant Science Center, UPSC, ett samarbete mellan Umeå universitet och SLU, fick uppmärksamhet när de för två år sedan tillsammans med amerikanska kollegor identifierade ett protein (PsbS) som var en “säkerhetsventil” i fotosyntesen och publicerade detta i tidskriften Nature. Denna säkerhetsventil gör att fotosyntesens överskottsenergi sekundsnabbt spills bort som värme, i stället för att farliga syreradikaler bildas när växter utsätts för starkt ljus. Säkerhetsventilens betydelse har dock ifrågasatts eftersom backtrav(Arabidopsis)-plantor som saknar denna säkerhetsventil växer lika bra som vanliga backtravar när de odlas i laboratoriet, även om ljuset är starkt.
I laboratoriemiljö är emellertid förhållandena mer skyddade än i verkliga livet, och forskarna har nu studerat hur växter som saknar säkerhetsventilen klarar sig under naturliga förhållanden i fält. Det visade sig att fotosyntesmaskineriet soliga dagar utsattes för större skador om säkerhetsventilen saknades, och detta medföljde att dessa växter producerade mycket färre frön. De klarar sig då inte i konkurrensen med artfränder som har säkerhetsventilen kvar. Forskarna visar också att säkerhetsventilen viktigaste funktion är att göra det möjligt för växten att hantera snabba växlingar i ljusintensitet, det vill säga den ombytlighet i väder som kännetecknar de flesta svenska sommardagar.
– Det är kanske paradoxalt att växterna, som ju behöver solljus för att växa, skadas av för mycket ljus, säger professor Stefan Jansson. Alla som prövat att sätta ut sina utplanteringsväxter för tidigt på våren vet att resultatet kan bli en gulnad, vissen växt och en ny tur till plantskolan. Problemet är att växten inte anpassat sig till det starka ljuset och den stundtals låga temperaturen utomhus utan måste sakta vänja sig vid förhållandena, en process som tar några dagar då växten bland annat tillverkar mer av PsbS proteinet.
– Att vi flyttade ut experiment i naturen gjorde till att vi, till skillnad från andra forskare, lyckades förstå under vilka förhållanden som säkerhetsventilen var mest viktig. Det visar sig nu att det är variationen i ljus och temperatur som var det viktiga, snarare än det starka ljuset i sig. Och som alla vet är det svenska sommarvädret ofta mycket varierat, speciellt när man just tänt utegrillen, säger Stefan Jansson.
Forskning kan kosta mycket pengar, ett anslag på 70 miljoner tilldelades just forskare vid UPSC, men detta försök var det billigaste man någonsin gjort.
– Inköpen begränsade sig till lite plastkrukor och jord, samt två stycken elmotorer á 98 kronor från Clas Ohlsson. Egentligen behövdes bara en motor, men det första gick sönder när vi råkade hälla vatten på den, berättar Carsten Külheim, doktorand.
Uppsatsen heter “Rapid regulation of light harvesting and plant fitness in the field”, författare är Carsten Külheim, UPSC, Jon Ågren, Uppsala Universitet och Stefan Jansson, UPSC och den publiceras i dagens nummer av den ledande tidskriften Science.
Kontaktinformation
För ytterligare upplysningar kontakta
Stefan Jansson
Telefon: 070-677 23 31
E-post: stefan.jansson@plantphys.umu.se
eller
Carsten Külheim
Telefon: 090-786 5741
E-post: carsten.kulheim@plantphys.umu.se
