เนื่องจากคาดว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะนำไปสู่ช่วงฤดูแล้งบ่อยขึ้น นักวิจัยจึงทำงานมากขึ้นเพื่อค้นพบสิ่งที่สามารถช่วยพืชปรับตัวให้เข้ากับความเครียดจากน้ำเป็นเวลานาน
นักวิจัยจากสถาบัน Boyce Thompson และมหาวิทยาลัย Cornell ได้เสร็จสิ้นการศึกษาครั้งแรกเพื่อให้ภาพที่ครอบคลุมของการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนในการตอบสนองต่อความเครียดจากน้ำในผลไม้ เช่น มะเขือเทศ มะเขือ lycopersicum ซึ่งระบุยีนที่สามารถช่วยนักปรับปรุงพันธุ์พืชพัฒนาผลไม้ที่สามารถรับมือกับ สภาพแห้งแล้ง
ตีพิมพ์ในฉบับเดือนธันวาคมของ สรีรวิทยาของพืชงานนี้นำโดยทีมวิจัยของ Carmen Catalá ผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่ BTI และผู้ร่วมวิจัยอาวุโสใน School of Integrative Plant Science (SIPS) ที่ Cornell นักวิจัยที่ทำงานร่วมกัน ได้แก่ Jocelyn Rose ศาสตราจารย์ใน SIPS และศาสตราจารย์ BTI Jim Giovannoni, Zhangjun Fei และ Lukas Mueller ซึ่งเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ใน SIPS
"เราระบุยีนจำนวนหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อความเครียดจากน้ำในผลมะเขือเทศ" Catalá กล่าว “ตอนนี้เราสามารถเริ่มเลือกยีนที่สามารถช่วยให้นักเพาะพันธุ์พัฒนาผลไม้ที่สามารถปรับให้เข้ากับสภาพแห้งแล้งได้ ไม่ใช่แค่มะเขือเทศแต่รวมถึงองุ่น แอปเปิ้ล และผลไม้เนื้อโดยทั่วไปด้วย นั่นเป็นการนำข้อมูลเหล่านี้ไปใช้ในระยะยาว”
นักวิจัยได้ศึกษาการแสดงออกของยีนในใบมะเขือเทศและอวัยวะของผลไม้ XNUMX ชนิด (เปลือก รก เยื่อบุโพรง กลีบเลี้ยง เยลลี่ และเมล็ดพืช) ในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน XNUMX จุด (ผลไม้ที่กำลังเติบโตและผลสุก) และภายใต้สภาวะความเครียดจากน้ำ XNUMX สภาวะที่แตกต่างกัน (ไม่มี อ่อน ปานกลาง และ แข็งแกร่ง).
นักวิจัยพบว่าเนื้อเยื่ออวัยวะของผลไม้แต่ละชนิดเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา
“ยีนที่แสดงออกซึ่งได้รับผลกระทบจากความเครียดจากน้ำน้อยกว่า 1% นั้นแบ่งปันกันในเนื้อเยื่อของผลไม้ทั้ง 50 ชนิด และมากกว่า XNUMX% ของยีนที่ได้รับผลกระทบมีความจำเพาะต่อเนื้อเยื่อเดียว” Catala กล่าว
ตรงกันข้ามกับผลกระทบด้านลบของภัยแล้ง ซึ่งก่อให้เกิดความผิดปกติทางสรีรวิทยาและการสูญเสียผลไม้ มีผลในเชิงบวกบางประการที่เกี่ยวข้องกับภัยแล้ง—อย่างน้อยก็ในภัยแล้งเล็กน้อย
ตัวอย่างเช่น นักวิจัยพบว่าความเครียดจากน้ำจะเพิ่มปริมาณไลโคปีนในผลไม้สุก ไลโคปีนเป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพ ผลไม้ที่เน้นน้ำยังมีระดับการสังเคราะห์แป้งในระดับที่สูงกว่า ซึ่งสามารถให้ผลมะเขือเทศที่หวานกว่า
นักวิจัยยังพบว่าพวกเขาสามารถ "ฝึก" มะเขือเทศให้ทนทานต่อความแห้งแล้งของน้ำในอนาคต
Philippe Nicolas นักวิทยาศาสตร์ดุษฎีบัณฑิตในห้องทดลองของ Catalá และผู้เขียนคนแรกในรายงานกล่าวว่า "เมื่อเราหว่านเมล็ดพันธุ์จากพืชที่ได้รับการบำบัด เราพบว่าต้นกล้าจากมะเขือเทศเครียดแสดงการฟื้นตัวจากความเครียดจากน้ำได้ดีขึ้นเมื่อเทียบกับต้นกล้าจากมะเขือเทศควบคุม"
Nicolas กล่าวว่าพวกเขาระบุยีนหลายตัวที่มีการแสดงออกที่เกิดจากความเครียดของน้ำในเมล็ดที่โตเต็มที่ ซึ่งอาจมีบทบาทสำคัญในการให้ความทนทานต่อความเครียดของน้ำในพืชรุ่นต่อไป
การศึกษามีความท้าทายในสองสามวิธีเนื่องจากนักวิจัยกำลังมองหาผลไม้ การศึกษาส่วนใหญ่เกี่ยวกับการตอบสนองของพืชต่อความเครียดจากภัยแล้งจะตรวจสอบรากและใบของต้นกล้า เนื่องจากเป็นการศึกษาที่ค่อนข้างง่าย
Catalá กล่าวว่า “มันค่อนข้างง่ายที่จะเน้นต้นกล้า แต่ถ้าคุณเน้นต้นไม้มากเกินไป ต้นไม้จะไม่ออกดอกและออกผล” Catalá กล่าว “นอกจากนี้ เมื่อคุณต้องการศึกษาผลไม้ คุณต้องปลูกพืชที่โตเต็มวัย ซึ่งต้องใช้เวลา ห้อง และทรัพยากรโดยรวมมากกว่า”