Penyelidik menggunakan cahaya synchrotron untuk mengupas secara literal dinding sel bawang untuk membantu tumbuhan menahan tekanan yang disebabkan oleh perubahan iklim dan penyakit dengan lebih baik.
"Kami tahu terdapat banyak kemarau di padang rumput, dan mata pencarian orang ramai berada di hadapan," kata Ariana Forand, pelajar Sarjana di Kolej Pertanian dan Sumber Bio di Universiti Saskatchewan (USask). "Adalah menakjubkan untuk mencari pengubahsuaian yang membolehkan tumbuhan menahan pelbagai tekanan."
Forand mengetuai projek yang meneroka bagaimana kalsium dan boron memainkan peranan yang bermanfaat dalam menguatkan dinding sel tumbuhan, membantu mengurangkan dehidrasi yang datang dengan pembekuan dan kemarau serta meningkatkan daya tahan terhadap patogen.
Ternyata, tumbuhan yang sesuai untuk menguji teori adalah bawang.
Pasukan menganalisis sampel bawang dan mengumpul data di Advanced Photon Source (APS) di Illinois, terima kasih kepada perkongsian kemudahan dengan Canadian Light Source (CLS) di University of Saskatchewan.
"Projek ini benar-benar dibina berdasarkan kerja pelajar sarjana USask terdahulu, Jun Liu, yang melakukan kerja tekanan beku," kata Forand, "dan kami tahu bahawa dalam kedua-dua kemarau dan sejuk, tumbuhan kehilangan air dengan cara yang sama."
Bawang adalah tumbuhan yang baik untuk digunakan "kerana anda boleh dengan mudah mengupas satu lapisan sel dan melihat perubahan dalam dinding sel," kunci struktur tumbuhan untuk melindungi daripada pelbagai jenis tekanan.
Ciri unik penyelidikan ini, yang hasilnya adalah diterbitkan dalam jurnal Plants, adalah bahawa ia melihat pelbagai tekanan sekaligus - dehidrasi dalam bawang Wales dan bawang masak, dan rintangan patogen dalam Arabidopsis, rumpai berbunga kecil yang berasal dari Afrika.
Selepas menambah kalsium yang dicampur dengan air ke dalam bawang yang ditanam di rumah hijau, Forand menggunakan mikroskop sinar-X synchrotron untuk mengesahkan bukan sahaja bahawa tumbuhan telah mengambil kalsium tetapi ia berada di dalam dinding sel.
Ujian lanjut dengan keadaan kering menunjukkan pengurangan kehilangan air dalam tumbuhan yang dirawat. Begitu juga, boron diketahui mengikat dengan pektin dalam dinding sel Arabidopsis, menguatkan daya tahannya terhadap penyakit yang diperkenalkan.
"Kami sedang mencari cara untuk menguatkan dinding sel secara struktur, " kata Forand. Mengesahkan bahawa kalsium dan boron mengurangkan kesan kehilangan lembapan dan penyakit membuka pintu untuk mencari kesan yang sama pada tumbuhan lain.
Dr. Karen Tanino, profesor sains tumbuhan USask dan penyelia Forand, berkata dalam mana-mana tahun tertentu, “satu tekanan boleh menjadi lebih berleluasa daripada yang lain – anda tidak boleh meramalkan apa yang akan berlaku. Penyelidikan ini memberi peluang untuk melindungi tumbuhan daripada variasi tekanan dari tahun ke tahun.
Kedua-dua Forand dan Tanino percaya pengembangan penyelidikan mereka memberikan peluang untuk mengukuhkan daya tahan terhadap kehilangan lembapan dan penyakit dalam kedua-dua tanaman ladang dan dalam industri hortikultur.
Untuk maklumat lanjut:
Victoria Schramm
Sumber Cahaya Kanada
Tel: + 1 306-657-3516
e-mel: victoria.schramm@lightsource.ca