Forskere bruger synkrotronlys til bogstaveligt talt at skrælle løgcellevæggene tilbage for at hjælpe planterne med bedre at modstå stress forårsaget af klimaændringer og sygdom.
"Vi ved, at der har været meget tørke på prærierne, og folks levebrød står på spil," sagde Ariana Forand, en masterstuderende ved College of Agriculture and Bioresources ved University of Saskatchewan (USask). "Det ville være forbløffende at finde modifikationer, der ville tillade planter at modstå flere belastninger."
Forand ledede et projekt, der undersøgte, hvordan calcium og bor spiller en gavnlig rolle i at styrke plantecellevægge, hjælper med at reducere dehydrering, der følger med frysning og tørke og øger modstanden mod patogener.
Som det viste sig, var den perfekte plante til at teste teorien på løg.
Holdet analyserede løgprøver og indsamlede data ved Advanced Photon Source (APS) i Illinois, takket være anlæggets partnerskab med den canadiske lyskilde (CLS) ved University of Saskatchewan.
"Dette projekt bygger virkelig på arbejdet fra en tidligere USask-masterstuderende, Jun Liu, som udførte frysestressarbejde," sagde Forand, "og vi ved, at i både tørke og kulde mister planter vand på lignende måder."
Løg er gode planter at bruge "fordi du nemt kan skrælle et enkelt lag celler væk og se ændringerne i cellevæggen," en plantestruktur, der er nøglen til at beskytte mod belastninger af forskellig art.
Et unikt træk ved denne forskning, hvis resultater var offentliggjort i tidsskriftet Plants, var, at den så på flere belastninger på én gang - dehydrering i walisiske løg og kogeløg og patogenresistens i Arabidopsis, et lille blomstrende ukrudt hjemmehørende i Afrika.
Efter at have tilsat calcium blandet med vand til de drivhus-dyrkede løg, brugte Forand synkrotron røntgenmikroskopi til at bekræfte ikke kun, at planterne havde optaget calcium, men at det lokaliserede sig i cellevæggen.
Yderligere test under tørre forhold viste en reduktion i vandtab i de behandlede planter. Tilsvarende vides bor at binde med pektin i cellevæggene i Arabidopsis, hvilket styrker dets modstandsdygtighed over for introduceret sygdom.
"Vi kiggede på måder at strukturelt forstærke cellevægge," sagde Forand. Bekræftelse af, at calcium og bor reducerer virkningen af fugttab og sygdom, åbner døren til at lede efter en lignende effekt i andre planter.
Dr. Karen Tanino, USask-professor i plantevidenskab og Forands vejleder, sagde, at i et givet år "kan én stress være mere udbredt end en anden - man kan bare ikke rigtig forudsige, hvad det vil være. Denne forskning giver mulighed for at beskytte planter mod stressvariationer fra år til år."
Både Forand og Tanino mener, at en udvidelse af deres forskning giver muligheder for at styrke modstandsdygtigheden over for fugttab og sygdom i både markafgrøder og i gartneriindustrien.
For mere information:
Victoria Schramm
Canadisk lyskilde
Tlf: + 1 306-657-3516
E-mail: victoria.schramm@lightsource.ca