A Debreceni Egyetem Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar (MÉK) Agrár Genomikai és Biotechnológiai Központ (AGBK) Növénygenomikai és Növénybiotechnológiai Kutatócsoportja évek óta vizsgálja a növényi memória molekuláris hátterét, valamint a stresszhatások által kiváltott epigenetikai reakciókat.

A növények a környezetből származó stresszhatásokra reagálnak. Ezen tulajdonságok lehetővé teszik, hogy kedvezőtlen körülmények között is túléljenek és termést hozzanak. Mindeközben sajátos memóriafunkciót is kialakítanak, melynek segítségével a gyorsan változó környezethez hatékonyabban és gyorsabban tudnak alkalmazkodni.

Az emlékezet révén a növények képesek tárolni, megtartani, visszakeresni és törölni a megszerzett tapasztalatokra vonatkozó információkat. A növényi memória bizonyos esetekben örökölhető, így adaptív és evolúciós jelentőségű is – mondta el a hirek.unideb.hu-nak Dobránszki Judit tudományos tanácsadó, az Agrár Genomikai és Biotechnológiai Központ vezetője. A tanulmány bemutatja a növényi molekuláris emlékezet kialakulását, típusait, ellenőrzési pontjait, különös tekintettel annak transzkripciós rétegére, vagy más néven a transzkripciós memóriára.

A stresszre adott válasz is ezen múlik

Farkas Dóra, az AGBK kutatója kiemelte: a stressz észlelésétől a feldolgozáson át az emlékezésig terjedő növényi válaszokat tekintve térbeli szervezeti hierarchia van, például ökológiai, teljes növényi, citológiai-biokémiai és molekuláris szintek figyelhetők meg.

A növényi emlékezet molekuláris szintjén elkülöníthető a kromatin- és transzkriptom réteg. A nem kódoló RNS-ek, melyek fehérjéket nem kódolnak, a poszttranszkripciós géncsendesítés, az RNS-ek által indukált DNS metiláció, valamint az RNS interferencia folyamatai fontos szerepet játszanak a növényi emlékezet különböző molekuláris rétegeinek létrejöttében. Egyebek mellett szabályozzák a kromatin- és transzkriptom rétegek, vagy másképp fogalmazva a növényi memória epigenetikai és transzkriptomikai rétegeinek együttműködését – fejtette ki Farkas Dóra. 

A publikációban a kutatók kitérnek arra is, hogy a növényi transzkripciós memória kiaknázása miként kínálhat új lehetőségeket ígéretes és költséghatékony stratégiák kidolgozására a klímaváltozás okozta folyamatosan változó környezeti stresszek, mint a magas hőmérséklet, illetve a vízhiány kezelésére.

A termesztésben is használható eredmények

"A tanulmányunkban értékeljük a növényi memória funkciókra alapozott termesztési módszereket. Néhány technológia, mint az úgynevezett priming vagy a keresztakklimatizáció már régóta alkalmazásban vannak a gyakorlatban.

Egyes módszerek pedig a közeli jövőben válhatnak a mindennapi mezőgazdasági gyakorlat részévé. Ilyenek például a mikro RNS-ek általi memóriamódosítás vagy a növényi memória asszociatív felhasználása

– tette hozzá Dobránszki Judit, a kutatócsoport vezetője.

A szakcikk a nemzetközileg elismert Plant Signaling & Behavior című tudományos folyóiratban jelent meg, a TKP2021-EGA-20 számú projekt Kulturális és Innovációs Minisztérium Nemzeti Kutatási Fejlesztési és Innovációs Alapból nyújtott támogatásával, a TKP2021-EGA pályázati program finanszírozásában.