Tartu teadlased avastasid taimedel ammu otsitud põuakindluse geeni
Tartu ülikooli teadlased said koostöös Helsingi ja California San Diego ülikooli kolleegidega maha tähtsa avastusega, mis tõotab aluse panna senisest kuivakindlamate põllukultuuride aretamisele. Nimelt õnnestus neil esimestena maailmas kaardistada taime õhulõhede tegevust reguleeriv geen.
Kui taime õhulõhede sulgumises ja avanemises osalevaid geene on kümneid, siis meie teadlased leidsid üles selles protsessis keskset rolli mängiva geeni. “Leitud geen mõjutab oluliselt kaitsereaktsioonide kulgu taime sattumisel stressiseisundisse, mida põhjustavad näiteks veepuudus ja saasteained,” selgitas avastuse teinud TÜ taimebioloogia labori juhataja Hannes Kollist, kelle uurimismeeskond oli üritanud geenile jälile jõuda juba pea kolm aastat.
Huvitab Aasiat ja Ameerikat
“Kui inimesel on liialt külm või kuum või talle lihtsalt mingis kohas ei meeldi, läheb ta sealt minema. Taimel see võimalus puudub, kuna on juurtega mullas kinni. See näitab, et taime stressiga toimetulek peab olema väga hästi reguleeritud,” rääkis Kollist lähemalt. “Üks viis, kuidas taim ennast ümbritsevate ebasoodsate keskkonnatingimuste eest kaitseb, ongi lehtedel olevate mikroskoopiliste õhulõhede sulgemine.”
Kuivuse kõrval põhjustab taime arenemisel elutähtsate õhulõhede sulgumist – pärssides seeläbi taime kasvu – ka näiteks osoon. “Kuigi stratosfääris on osoonikiht viimasel ajal aina hõrenenud, siis maalähedases õhukihis, kus meie elame, on selle sisaldus alates tööstusrevolutsioonist kasvanud mitu korda,” viitas Kollist.
Karmides tingimustes kasvavate taimede ellujäämiseks on õhulõhede õige reguleerumine väga tähtis. “Neid molekulaarseid mehhanisme hästi tundma õppides – kuidas õhulõhed täpselt töötavad ning mis ülesannet iga geen selles protsessis täidab – on võimalik edaspidi aretada taimi, mis on äärmuslikes tingimustes vastupidavamad,” osutas Kollist avastuse praktilisele väärtusele.
Seetõttu peaksid meie teadlaste avastuse vastu eriti suurt huvi tundma nii Aasia kui ka Ameerika sordiaretajad. Kui Aasias ollakse huvitatud näiteks kuiva taluva riisi aretamisest, siis Ameerikas jälle põuakindlama maisi kasvatamisest.
Kollist tähendas, et inimkonna tekitatud kliimamuutuste valguses on taimede õhulõhede toimimist väga oluline mõista. “Kuivuse käes kannatavate alade hulk on kasvamas ühes inimkonna arvukusega. See aga sunnib piisaval hulgal toidu saamiseks kasutusse võtma üha kuivemaid alasid,” viitas Kollist.
Selle geeni jälile, mida on paljude maade teadlased juba aastaid otsinud, jõudsid uurijad Eestiski umbrohuna kasvava müürilooga taime osoonitundlikke mutante uurides.
Eesti teadlaste avastuse kaalukusele viitab ka asjaolu, et sel teemal kirjutatud artikkel pääses mainekasse teadusajakirja Nature. Varem on eestlased seal ilmunud artiklite puhul vaid paaril korral esiautoreiks olnud.
Avastajad
Kolme ülikooli koostöö
•• Lisaks Hannes Kollistile osalesid Eestist taimede õhulõhede tööd reguleeriva geeni avastamisel ka teadlased Heino Moldau ja Triin Vahisalu.
•• Avastuseks vajalik muteerunud müürilooga taim (Arabidopsis thaliana), mille õhulõhed mürgise osooni juuresolekul ei sulgunud, oli pärit Helsingi ülikoolist.
•• San Diego ülikoolis korraldati geeni leidmiseks elektrofüsioloogilisi katseid. Õhulõhede toimimist täpsemalt jälgiti Tartus.
