Så reagerar växter på beröring

– Våra resultat löser en vetenskaplig gåta som gäckat världens molekylärbiologer i 30 år. Vi har hittat och identifierat en helt ny signalväg, som styr hur en växts svarar på fysisk kontakt och beröring. Nu fortsätter sökandet efter fler vägar, säger Essam Darwish, biologiforskare vid Lunds universitet.

När du vattnar dina trädgårdsväxter reagerar de direkt på en biokemisk nivå. Och när du låter din knivsegg kapa en rabarberstång aktiveras tusentals gener, varpå stresshormoner frigörs. Till skillnad från människor kan inte växter känna smärta. Men de reagerar ändå kraftfullt på så kallad mekanisk stimulering som kan komma från mänsklig beröring, hungriga djur, vindar och regn.

Borstade växter för att spåra signaler i gener

Dessa yttre faktorer leder till att växtens molekylära försvarssystem snabbt aktiveras, vilket i sin tur kan bidra till att växterna blir motståndskraftigare och blommar senare. Trots att fenomenet varit känt sedan Darwins tid finns det fortfarande många frågetecken att räta ut. I en ny studie har ett forskarlag, lett från Lunds unversitet, gått till botten med de komplicerade reglerande nätverken som påverkar hur växtens försvar förstärks vid stimulering.

– Vi utsatte växten backtrav för mjuk borstning varpå tusentals gener aktiverades och stresshormoner frigjordes. Därefter gjorde vi en genetisk screening för att hitta de gener som var ansvariga för den här processen, säger Olivier Van Aken, biologiforskare vid Lunds universitet.

Forskarna Olivier Van Aken och Essam Darwish borstade växten backtrav med en målarpensel för att skapa responser som de sedan kunde mäta och spåra. Bild: Johan Joelsson

Tidigare studier har visat att växthormonet jasmonsyra är en viktig förmedlare vid beröringssignalering. Men det har också varit känt att jasmonsyra bara är en del av växtens komplexa nätverk av beröringskänsliga responser, och att det finns flera oidentifierade vägar som ännu inte klarlagts. Efter omfattande laboratoriearbete kunde forskarna identifiera tre nya proteiner som spelar en mycket viktig roll för växternas svar på beröringsbehandling.

Försvar ger växter motståndskraft

Men vilken praktisk tillämpning kan de nya resultaten få? Olivier Van Aken nämner en parallell studie där han och hans team undersöker en flerhundraårig japansk jordbruksteknik som går ut på att trampa ner spannmål under tillväxtfasen för att få rikligare skördar. Forskarna tror att det finns mycket okänd kunskap om hur mekanisk stimulering kan leda till högre avkastning och förbättrad stressresistens hos grödor. Kunskap som på sikt kan förändra det moderna jordbruket i dess grundvalar.

– Med tanke på de extrema väderförhållandena och patogeninfektionerna som klimatförändringarna leder till är det av yttersta vikt att hitta nya ekologiskt ansvarsfulla sätt att förbättra grödornas produktivitet och motstånd, säger Olivier Van Aken.

Läs också: Så gör växter när de kommunicerar

Vetenskaplig studie:

Touch signalling and thigmomorphogenesis are regulated by complementary CAMTA3- and JA-dependent pathways, Science Advances.

Kontakt:

Olivier Van Aken, universitetslektor, Biologiska institutionen, Lunds universitet, olivier.van_aken@biol.lu.se