Precis som människor kan bli solbrända, kan även växter skadas av för mycket solljus. För att skydda sig har de en inbyggd solskyddsmekanism som är bra på att anpassa sig, visar en avhandling.
Växter har små strukturer i sina celler – en slags solpaneler i miniatyr – som fångar upp och omvandlar solljus till energirika föreningar. Växterna använder sedan energin för att växa och hålla sig friska.
Men när de här strukturerna utsätts för alltför mycket ljus kan de bli överbelastade och skadas. För att förhindra detta använder sig växter av en mekanism som omvandlar överskottsljus till värme, som sedan kan ledas bort.
Speciell mekanism är inblandad
Forskare vid Umeå universitet har nu studerat en speciell del av denna mekanism hos växter, känd som qH.
– Den är inte särskilt snabbverkande. Den tar timmar att slå på och av och aktiveras främst när växter utsätts för långvarig stress från ljus, särskilt i kombination med andra miljöfaktorer som kyla och, eller, torka, säger Pierrick Bru som forskar om fysiologisk botanik vid Umeå universitet.
I ett experiment använde forskarna växtmodellorganismen Arabidopsis thaliana, eller backtrav. De förändrade växten genom att ta bort en, eller flera, av dess miniatyrsolpaneler och upptäckte att växten har ett reservsystem. Om en solpanel saknas kan de andra kompensera för det.
Men när en speciell liten panel som kallas Lhcb6 saknades, kunde inte qH fungera ordentligt. Mindre av överskottsljuset omvandlades då till värme.
Fotosyntesen kan påverkas
Forskarna har även undersökt andra aktörer som styr qH-mekanismen. Bland annat fann de två aktörer som är inblandade i att bygga eller reparera fotosystem II – som är en av två enheter där fotosyntesen äger rum.
Om någon av de två aktörerna inte fungerade bra, kunde fotosystem II inte fungera som vanligt. Detta orsakade problem även för växternas förmåga att använda solskyddsmekanismen qH.
Grödor störs av extremväder
Forskarna kommer nu att fortsätta undersöka exakt hur defekterna i fotosystem II påverkar qH-skyddsmekanismen. Ökad förståelse kommer att öppna dörrar för att undersöka om en liknande process även finns i grödor, menar forskarna.
Redan nu påverkas många grödor av allt mer extrema väderförhållanden som orsakas av klimatförändringar.
– Detta kommer att påverka vår förmåga att odla hälsosamma grödor och god mat för den ökande befolkningen. Att förstå hur qH fungerar och hur växter hanterar miljöstress kommer att hjälpa till att hitta sätt att förbättra växternas motståndskraft mot för mycket solljus, förbättra växternas tillväxt och öka produktiviteten i jordbruket, säger Pierrick Bru.
*Bild: Jucember/Wikimedia commons. Licens: CC BY-SA
Avhandling:
Undersökning av den molekylära mekanismen för fotoprotektion qH hos Arabidopsis thaliana, Umeå universitet.
Kontakt:
Pierrick Bru, doktorand vid Umeå Plant Science Centre /Institutionen för fysiologisk botanik, Umeå universitet, pierrick.bru@umu.se
