Ndërsa ndryshimet klimatike pritet të çojnë në periudha më të shpeshta thatësire, studiuesit po punojnë gjithnjë e më shumë për të bërë zbulime që mund të ndihmojnë bimët të përshtaten me stresin e zgjatur të ujit.
Studiuesit nga Instituti Boyce Thompson dhe Universiteti Cornell kanë përfunduar studimin e parë për të ofruar një pamje gjithëpërfshirëse të ndryshimeve të shprehjes së gjeneve në përgjigje të stresit të ujit në një frut - domatja, Solanum lycopersicum - duke identifikuar gjenet që mund të ndihmojnë mbarështuesit e bimëve të zhvillojnë fruta që mund të përballojnë kushtet e thatësirës.
Botuar në numrin e dhjetorit të Fiziologjia e bimëve, puna u drejtua nga ekipi hulumtues i Carmen Catalá, një profesor asistent në BTI dhe një bashkëpunëtor i lartë kërkimor në Shkollën e Shkencave Integruese të Bimëve (SIPS) në Cornell. Studiuesit bashkëpunues përfshijnë Jocelyn Rose, një profesore në SIPS, dhe profesorët e BTI-së Jim Giovannoni, Zhangjun Fei dhe Lukas Mueller, të cilët janë gjithashtu profesorë ndihmës në SIPS
“Ne identifikuam një numër gjenesh që përfshihen në reagimin ndaj stresit të ujit në frutat e domates”, tha Catalá. “Tani mund të fillojmë të zgjedhim gjenet kandidate që mund të ndihmojnë mbarështuesit të zhvillojnë fruta që mund të përshtaten me kushtet e thatësirës, dhe jo vetëm domatet, por edhe rrushin, mollët dhe frutat me mish në përgjithësi. Ky është një aplikim potencial afatgjatë i këtyre të dhënave.”
Studiuesit shikuan shprehjen e gjeneve në gjethet e domates dhe gjashtë organe frutore (perikarp, placentë, septum, kolumella, pelte dhe fara) në dy pika kohore (fruti në rritje dhe i pjekur) dhe nën katër kushte të ndryshme stresi ujor (asnjë, i butë, i ndërmjetëm dhe i fortë).
Studiuesit zbuluan se secili prej indeve të organeve të frutave ndryshoi në mënyra unike me kalimin e kohës.
“Më pak se 1% e gjeneve të shprehura që u prekën nga stresi i ujit u ndanë në të gjashtë indet e frutave dhe më shumë se 50% e gjeneve të prekura ishin specifike për një ind të vetëm”, tha Catala.
Ndryshe nga efektet negative të thatësirës, e cila shkakton çrregullime fiziologjike dhe humbje të frutave, ka disa efekte pozitive që lidhen me thatësirën - të paktën me thatësirën e butë.
Për shembull, studiuesit zbuluan se stresi i ujit rrit sasinë e likopenit në frutat e pjekura. Likopeni është një antioksidant që ka dokumentuar përfitime shëndetësore. Frutat e stresuara nga uji kishin gjithashtu nivele më të larta të biosintezës së niseshtës, e cila mund të jepte domate më të ëmbla.
Studiuesit zbuluan gjithashtu se ata mund t'i "stërvitnin" domatet për të qenë më rezistente ndaj thatësirave të ardhshme të ujit.
"Kur mbollëm farat nga bimët e trajtuara, zbuluam se fidanët nga domatet e stresuara treguan një rikuperim të përmirësuar nga stresi i ujit në krahasim me fidanët nga domatet e kontrollit," tha Philippe Nicolas, një shkencëtar postdoktoral në laboratorin e Katalës dhe autori i parë i letrës.
Nicolas tha se ata identifikuan disa gjene, shprehja e të cilëve nxitet nga stresi i ujit në farat e pjekura, të cilat mund të luajnë rol të rëndësishëm në dhënien e tolerancës ndaj stresit të ujit për brezin e ardhshëm të bimëve.
Studimi ishte sfidues në disa mënyra, sepse studiuesit po shikonin frutat. Shumica e studimeve të përgjigjeve të bimëve ndaj stresit të thatësirës shqyrtojnë rrënjët dhe gjethet e fidanëve sepse ato janë relativisht të lehta për t'u studiuar.
"Është relativisht e lehtë t'i theksosh fidanët, por nëse i streson shumë bimët, atëherë ato nuk do të lulëzojnë dhe nuk do të zhvillojnë fruta," tha Catalá. "Plus, kur doni të studioni fruta, duhet të rritni bimë të rritura, gjë që kërkon më shumë kohë, hapësirë dhe burime të përgjithshme."