Ez a szobanövény 45 napig is kibírja víz nélkül

Az ELTE és a HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont munkatársai egy új tanulmányban arról írnak, hogy a lándzsadísz nevű dísznövény levelei vízraktározó sejtrétegeiknek köszönhetően 45 napig hatékonyan képesek a vizet raktározni – olvasható az ELTE közleményében. Így képesek megőrizni fotoszintetikus aktivitásukat és zöld színtestjeik szerkezetét, ezek az alapvető folyamatok pedig hozzájárulhatnak hozzájárulhat a szárazsághoz jobban alkalmazkodó haszonnövények nemesítéséhez.

A vízhiány köztudottan negatívan hat a növényekre, ugyanis befolyásolja anyagcseréjüket. Éppen ezért a szárazságok, amelyek a klímaváltozás miatt egyre nagyobb veszélyt jelentenek, komoly károkat okoznak a mezőgazdaságnak.

„A lándzsadísz (Ctenanthe setosa) egy dél-amerikai eredetű növény, melyet szobanövényként és zöldfalak vagy trópusi hatású épületek belsejében találunk meg dísznövényként. Mi az ELTE Füvészkertjének gyűjteményéből kaptuk őket.

Mivel akár 45 vagy 60 napot is kibírnak öntözés nélkül, ezért ideálisak azok számára, akik hajlamosak elfeledkezni az öntözésről

– mondta az ELTE-n doktori tanulmányokat folytató, indiai származású Richard Hembrom, a csapat tagja.

Hembrom azt vizsgálta, hogy miként hat a szárazságstressz a növényi színtestek szerkezetére és működésére. Az eredmények alapján a párologtatás okozta vízveszteség mérséklése érdekében a levelek teljesen bepöndörödtek. Bár a levelek víztartalma így is fokozatosan csökkent, a zöld színtestek működése és szerkezete alig változott.

A levelek színi és fonáki oldalán a bőrszövet alatt speciális sejtréteg helyezkedik el, amely feltehetően a víz raktározásához járul hozzá. A levelek fonákának lilás színéért az itt előforduló antocián nevű színanyag felelős, ennek szerepe lehet a bepöndörödött, stresszelt levelek fényvédelmében.

Fizikusok és biológusok együttműködése

A színtestek szerkezetelemzése különösen szárazságstressz alatt igen nehézkes, ugyanis az elektronmikroszkópos vizsgálatok előtt a legtöbb mintát bonyolult, és vizes vagy egyéb oldószer fázisú oldatokat is tartalmazó protokoll szerint kell előkészíteni. A kutatás végül növénybiológusok és az anyagvizsgálatokban is alkalmazott kisszögű neutronszórás mérésekben jártas fizikusok együttműködése révén valósult meg.

„A növény levelét a neutronok útjába helyezve a neutronok szóródnak a rácsszerűen ismétlődő szerkezetű fotoszintetikus tilakoidmembránokon, az ún. gránumokon, melyek több réteg, egymáson elhelyezkedő tilakoidból állnak. A szóródási mintázatból pontosan meg lehetett határozni a membránok szerkezetét jellemző rácsállandót, pontos nevén ismétlődési távolságot, ami a gránumokban lévő, ismétlődő alapegység méretének feleltethető meg. Ez az érték a kontroll növényekben mért 20 nm-ről a kiszáradt növényekben 19 nm-re csökkent” – nyilatkozta Ünnep Renáta a HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont munkatársa a mérés főbb eredményeit.

Hasonló csökkenést észleltek a hagyományos mintaelőkészítést követően vizsgált elektronmikroszkópos képeken is. Mindkét vizsgálat rámutatott, hogy a növények gránumainak szerkezete nagymértékben változik.

Ünnep Renáta és Nagy Gergely, az amerikai Oak Ridge National Laboratory munkatársa már számos növény és alga színtestjét vizsgálta kisszögű neutronszórás méréssel, és a Solymosi Katalin által az ELTE Növényszervezettani Tanszékén vezetett, színtestekkel foglakozó kutatócsoporttal is számos korábbi együttműködésük volt már. Ugyanakkor ez az első alkalom, amikor teljesen érintetlen, gyökeres és cserepes növény színtestjeinek szerkezetét elemezték a módszerrel.

Folyamatban vannak olyan további kutatások, melyek révén jobban megérthetik, hogy az érintett faj milyen további szabályozási mechanizmusoknak köszönhetően képes 45 nap vízhiány alatt is gyakorlatilag változatlanul megőrizni a fotoszintetikus apparátusának szerkezetét és működését.  Ezeknek az alapvető szerkezeti és működési folyamatoknak a megértése hosszú távon hozzájárulhat a szárazsághoz jobban alkalmazkodó haszonnövények nemesítéséhez.