Yksi tosiasia kasveista, joista useimmat ihmiset todennäköisesti muistavat koulusta, on, että he käyttävät auringonvaloa oman ruokansa valmistamiseksi. Tämä prosessi, fotosynteesi, tarkoittaa, että kasvit ovat riippuvaisia ​​auringonvalosta. Mutta koska jokainen, joka on unohtanut laittaa ryntäävänsä päivän aikana rannalla tietää, aurinko voi myös olla vahingollista. Joten miten kasvit imevät tarvitsemansa valon välttäen auringon ultraviolettisäteilyn aiheuttamia vahinkoja? Lyhyt vastaus on tekemällä omaa aurinkovoidetta. Ja uusi tutkimus auttaa meitä ymmärtämään, miten prosessi toimii.

Tiedämme, että liikaa UV voi vahingoittaa ihmisten terveyttä. Lyhyellä aikavälillä liiallinen UV - erityisesti lyhyin aallonpituus auringonvalossa - tunnetaan UVB: nä - aiheuttaa auringonpolttamista. UVB-altistumisesta johtuva toistuva ihovaurio vuosikymmenten aikana voi johtaa siihen, että UV-altistuminen voi tapahtua lisääntynyt ihosyövän riski. Eri ihmiset tietysti kestävät erilaisia ​​UV-määriä. Ihmiset, joilla on syvä pigmentoitunut (tummempi) iho, ovat hyvin suojattuja koko ajan riippumatta siitä, ovatko ne auringossa vai eivät. Toiset tarvitsevat jonkin verran altistumista auringolle suojaavien ihopigmenttien aikaansaamiseksi kehittämällä aurinkosäteilyä. Ja jotkut ihmiset tuskin ruskistavat lainkaan, joten ne ovat alttiita auringonpolttamiselle ja muille UV-vaurioille.

Tietenkin me kaikki voimme myös välttää auringon, käyttää hattua tai käyttää suncreamia. Mutta entä kasvit? Heidän täytyy pysyä auringossa. Onko olemassa ihoa vastaavaa laitosta, joka vastaa aurinkoa tai suojaavia pigmenttejä?

Kasvien tiedemiehet alkoivat todella miettiä näitä kysymyksiä, kun stratosfäärisen otsonin loppuminen - aukko otsonikerroksessa - uhkasi sallia paljon enemmän UVB: tä maapallon pinnalle. 1980: ien ja 1990: in tutkimukset osoittivat, että otsonikerrosta heikentävä UVB-taso voisi vahingoittaa suoraan fotosynteesiä. Muut korkean UV-vaikutuksen vaikutukset voivat myös vähentää kasvua ja sadon tuottoa.

Mutta sama tutkimusryhmä osoitti, että kasvit ovat hyvin suojattuja nykyisten UVB-tasojen huonommista vaikutuksista. Tämä suoja on peräisin luonnollisista kasvikemikaaleista, lähinnä fenolisista. Nämä fenoliset yhdisteet toimivat luonnollisina aurinkosuojatuotteina, voimakkaasti absorboiva UV, mutta ei fotosynteesiin tarvittavia aallonpituuksia.

Aivan kuten ihon ihon pigmenteissä, näiden luonnollisten aurinkosuojatuotteiden määrä vaihtelee kasvien välillä. Joillakin kasveilla, tyypillisesti niillä, jotka tulevat trooppisista tai korkeista vuoristoista, on korkea suojaustaso koko ajan. Toiset tuottavat vain aurinkosuojatuotteita, kun ne altistuvat suuremmille UVB-tasoille, jotka vastaavat ihmisravinnoksi.

Tämä johtaa toiseen kysymykseen. Jos kasvit tuottavat aurinkovoidetta UV-altistumisensa perusteella, miten ne havaitsevat altistuksen? Ja miten kasvit havaitsevat UVB: n?

Se on ollut vain viime vuosikymmenellä tai niin, että kasvitieteilijät ovat osoittaneet sen kasvit havaitsevat UVB: n hyvin spesifisesti käyttäen proteiinia, joka tunnetaan nimellä UVR8 (lyhyt UV-resistenssilusus 8). UVR8: sta puuttuvat kasvit eivät voi aiheuttaa suojaavia aurinkosuojaimia ja vaurioituvat vakavasti kesän auringonvalossa esiintyvä UV-valo.

Tutkijat tutkivat edelleen aktiivisesti perusmekanismeja, joilla UVR8 kontrolloi UVB: n kasvinvastetta. Me tiedämme jo jonkin aikaa UVR8 imee UVB: nmuutokset, jotka mahdollistavat lopulta UVR8-proteiinin kerääntymisen kasvien solujen ytimiin. Tämä on välttämätön askel vastausketjussa, joka sallii kasvien suojautua UVB-vaurioilta.

Uusi tutkimus Geneven yliopistosta ilmeni, että UVB-vasteet riippuvat UVR8: n ja toisen COP1-proteiinin (konstitutiivisesti fotomorfogeeninen 1) välisestä vuorovaikutuksesta. Tämä proteiini vuorovaikutuksessa muiden eri molekyylien (HY5, SPA ja RUP) kanssa laitoksen soluissa lähettääkseen signaalin, joka ohjaa aurinkosuoja-fenolien muodostumista vasteena UVB: lle.

Kestävämmät viljelykasvit

Tämä saattaa tuntua lyhenteiden aakkosetuotteena, mutta sen edustama merkinantojärjestelmä vaikuttaa meihin kaikessa sen roolissa tiloilla tuotetuissa kasveissa. Tiedämme nyt, että kasvit käyttävät UVB: tä signaalina kemian muuttamiseksi tavalla, joka vaikuttaa paljon enemmän kuin pelkästään niiden UV-suoja.

UV-säteily tuottaa biokemiallisia muutoksia lisätä vastustuskykyä tuholaisten ja tautien hyökkäykseen. Auringonvalossa oleva UVB parantaa hedelmien, vihannesten ja kukkien väriä, makua ja tuoksua. UVB-altistus myös kasviperäisten kemikaalien tasoa jotka ovat arvokkaita ihmisen ruokavaliossa.

Uusi tutkimus lisää yhä enemmän ymmärrystä siitä, että UVB: tä auringonvalossa ei pidä nähdä vain vahingon kannalta. Niin kauan kuin suojaamme otsonikerrosta, UVB: n vaikutukset ovat vain yksi osa kasvien normaalia vastausta ympäristöönsä. Mitä enemmän ymmärrämme nämä vastaukset, sitä enemmän voimme käyttää tätä tietoa tuottamaan kestävämpiä viljelykasvejaparantamalla niiden laatua ja vähentämällä torjunta-aineiden käyttöä.

Author

Nigel Paul, kasvitieteiden professori, Lancasterin yliopisto

Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

at InnerSelf Market ja Amazon