Existují markery, podle nichž lze zjistit, že rostliny začínají trpět vodním deficitem? Odpověď našli vědci z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií (CATRIN) Univerzity Palackého ve spolupráci s kolegy z Polska, Německa a Belgie. Identifikovali specifické metabolity, které souvisejí s odezvou rostlin na vodní deficit. Jeden z nich – kyselina olejová – nebyl v této souvislosti dosud popsán.
Vědci studiu podrobili rostliny hrachu setého, které zkoumali v průběhu jejich růstu po dobu tří týdnů. Rostliny, jež dostávaly sníženou zálivku, srovnávali s těmi, které měly vody dostatek.
„Během experimentu jsme sledovali fenotyp našimi moderními neinvazivními metodami. Analyzovali jsme, jak rostliny vypadají po stránce morfologické, tedy zda mění tvar, velikost listu a celkovou biomasu. Současně jsme sledovali jejich fyziologický stav, studovali všechny zásadní parametry fotosyntézy a termální analýzou jsme zjišťovali, jak rostlina hospodaří s vodou. Další součástí výzkumu byly odběry floémové šťávy pro stanovení obsahu metabolitů z floémových drah, které slouží k rozvádění živin. Statistickou analýzou jsme určili ty metabolity, které nejvíce korelovaly s fyziologickými změnami v rostlinách signalizujícími nedostatek vody,“ objasnil postup jeden z autorů Lukáš Spíchal.
Při mírném stresu suchem popsali vědci v rostlinách na 30 statisticky významných metabolomitů. O mnohých z nich je již známo, že jsou spjaty s obrannými mechanismy rostlin vůči suchu. Kyselinu olejovou ale v této souvislosti popsali jako první. Pokles jejího obsahu ve floémové šťávě, k němuž docházelo již v řádu hodin, je využitelný jako marker pro detekci časného sledování toho, že rostlina je vystavena vodnímu deficitu.
„Snažili jsme se rovněž porovnat obsahy metabolitů s fenotypem rostlin. Fenotyp nebyl příliš výrazný, protože rostliny na první pohled výrazné změny nevykazovaly. Využívali jsme například termální imaging, tedy zjišťovali jsme, jaká je teplota listu rostlin. Změny teploty informují o tom, jak rostliny otevírají či zavírají průduchy, přičemž současně přicházejí o vodu. Tento proces tedy vypovídá o tom, jak jsou rostliny schopny se ochlazovat a hospodařit s vodou,“ uvedla členka autorského týmu Nuria De Diego.
Popis identifikačních znaků má význam pro základní výzkum, případně by mohl sloužit pro screeningové metody. Výsledky zhruba dvouletého výzkumu zveřejnil časopis The Plant Journal.