Forscher der National Taiwan University stellten fest, wie Licht ein wichtiges Protein der Stressreaktion stabilisiert und Einblicke in die Verbesserung der Resilienz der Ernte in harten Umgebungen anbietet.
Das Verständnis, wie Pflanzen auf Umweltstress reagieren, ist entscheidend für die Verbesserung der Resilienz der Ernte. Jetzt in einer neuen Studie veröffentlicht In Pflanze, Zelle und UmgebungForscher der National Taiwan University haben aufgedeckt, wie Licht ein wichtiges Protein der Stressreaktion stabilisiert und neue Einblicke in die Anpassung an Pflanzen anbietet.
Das Forschungsteam untersuchte ERF1, einen Transkriptionsfaktor, der Pflanzen hilft, Trockenheit und hohen Salzgehalt zu tolerieren. Während ERF1 für das Überleben von Pflanzen unter Stress unerlässlich ist, schwankt seine Stabilität unter verschiedenen Lichtbedingungen. Das Team entdeckte, dass zwei Enzyme – SCE1 und COP1 – zur Regulierung der Stabilität von ERF1 die Fähigkeit der Anlage, harte Umgebungen standzuhalten, direkt beeinflussen.
Unter leichten Bedingungen interagiert SCE1 mit ERF1 und modifiziert es durch Sumoylierung, wodurch der Abbau verhindert wird. Dies ermöglicht es ERF1, Stress-Wirkungs-Gene zu aktivieren und die Belastbarkeit der Pflanzen zu verbessern. In der Dunkelheit modifiziert COP1 ERF1 jedoch unterschiedlich und markiert es für den Abbau und die Schwächung der Stressreaktion der Pflanze.
„Wir waren begeistert herauszufinden, dass diese beiden Enzyme um die Stabilität von ERF1 konkurrieren“, sagt Hui-Hsien Chang, Co-First-Autor der Studie. „Dieser Wettbewerb beeinflusst letztendlich, wie gut Pflanzen auf Umweltherausforderungen reagieren.“
Durch die Veränderung der Modifikationsstellen von ERF1 zeigte das Team, dass ERF1 auch in der Dunkelheit stabilisiert werden kann. Diese Erkenntnisse bieten einen neuen Ansatz für technische stress-tolerante Pflanzen durch fein abgestimmte lichtverantwortliche Wege.
„Unsere Ergebnisse bieten ein klareres Verständnis dafür, wie Pflanzen Licht verwenden, um die Stressreaktionen zu regulieren“, erklärt Prof. Mei-Chun Cheng, entsprechender Autor der Studie. „Dieses Wissen könnte auf die Entwicklung von Pflanzen angewendet werden, die besser für die Veränderung des Klimas geeignet sind.“
Die Ergebnisse dieser Studie könnten dazu beitragen, landwirtschaftliche Strategien zu leiten, die auf die Entwicklung klimaflöslicher Pflanzen abzielen.
Weitere Informationen:
Wen -Chi Lin et al., COP1 -ERF1 -SCE1 -Regulierungsmodul Fine -Tunes -Stressreaktion unter Lichtdarkzyklus in Arabidopsis, Pflanze, Zelle und Umgebung (2024). Doi: 10.1111/pce.14850