Abscisinsyre: Rolle i plantevækst, udvikling og stressrespons

Plantehormoner

Plantehormoner, også kaldet fytohormoner eller fotokromer, er organiske forbindelser, der regulerer cellecyklusprocesser. De produceres en sted i planten og transporteres til et andet, hvor de signalerer og enten stimulerer eller hæmmer kemiske og strukturelle ændringer. Disse ændringer omfatter alle aspekter af plantevækst og udvikning: celledeling og differentiering, frøspiring, stofskifte, frugtmodning, rodudvikling og afsvælgning.

De mest almindelige fytohormoner er auxiner, gibberelliner, cytokininer, ethylen og abscisinsyre.

Afsvælgning (Abscision)

Abscisinsyre, også kendt som ABA, fremmer afsvælgningen af frugter, blade, blade nogle gange små knopper og grene. Dette afsvælgning er vital for homeostasen i plantens forhold til miljøet og inden i planten selv. Handlingen tillader spredning af frø andre reproduktive strukturer og returnerer plantebaserede næringstoffer til jorden. Inde i planten fjernes aldring, skadede og syge dele, og de forskellige dele af planteorganismen holdes i balance.

Plante stresshormon

Udover dette signalerer abscisinsyre frøspiring, rodvækst, frugtmodning og knop hvile. Desuden kontrollerer abscisinsyre størrelsen på stomatale porer. Disse porer er mellemcelleulære rum, minute åbninger i blade, der tillader udveksling af ilt, kuldioxid og vanddamp. På grund af denne kapacitet fungerer abscisinsyre som et stresshormon. For eksempel, som svar på en miljømæssig udløser som tørke, kan abscisinsyre-niveauet i en plante stige, lukke de stomatale porer og dermed øge vandretentionen.

ABA's rolle i stresstolerance

Først isoleret fra bomuldskapsler i 1960, har man i årtiers tid vidst, at øgede niveauer af ABA udløses af en række miljømæssige stressfaktorer som tørke, vandstress, koldestress, saltstress, uddørselsstress, hedestress og skader. De øgede abscisinsyre-niveauer muliggjorde plantens overlevelse. At afkode koden, at forstå mekanismen bag ABA-syntese og stresstolerance, har ikke alene været en akademisk bekymring. Det har direkte betydning for afgrødeproduktivitet og opnåelse af bæredygtigt landbrug.

Genopdagelse

Ifølge CBC News (30. april 2009) er der sket fremskridt i at afkode koden, at identificere "genet, der opfatter ABA og omdanner det til en beskyttelsesmæssig respons". Ved hjælp af en teknik kaldet kemisk genomi har en forskergruppe fra Canada, USA og Spanien identificeret fire gener for proteiner, kaldet receptorer, der binder til ABA og udløser en stresstolerancerespons. En videnskabelig triumf, dette kan føre til syntesen af en ABA-lignende forbindelse, der kan sprøjtes på planter under tørke.

ARS-forskning

I laboratorier over hele verden fortsætter intensiv forskning i genetisk manipulation. Samme mission anses for vital af USDA Agricultural Research Service (ARS). I en ny national programrapport siger de: "De krav, der stilles til det nationale system for fornybare ressourcer af en hurtigt skiftende verden, kan kun opfyldes af teknologier, der optimalt udnytter den indbyggede genetiske potentiale i planter, mikrobielle og insekt-geneser. Produkcionssystemer, der optimalt bevarer og udnytter det genetiske potentiale, vil maksimere profitter, forsyningssikkerhed, prisstabilitet, markedskonkurrancedygtighed og undgå afgrødetab fra genetisk sårbarhed."