Kasvien juuret kartoitettiin syöpätutkimuksissa käytettävällä laitteella
Tutkijat hyödynsivät syöpätutkimuslaitteita selvittääkseen kasvien juurten rakennetta. Havainnoista voi olla apua ilmastonmuutoksesta kärsiville kasveille.
Tutkijat kuvasivat kasvien juuria selvittääkseen, miten niin kutsutut metaboliitit – eli kasvien solujen energiantuotantoon osallistuvat molekyylit – jakautuvat juuristoissa.
Kasvien juurista tiedetään jo aika tavalla, mutta tähän saakka hämärän peitossa on ollut ainakin se, miten molekyylit jakautuvat kasvien juuristoissa.
Kalifornian yliopiston (San Diego) ja Stanfordin yliopiston tutkijat selvittivät kasvien juurten toimintaa perusteellisesti.
He käyttivät tutkimuksessaan apuna yleensä syöpäleikkauksissa käytettäviä kuvantamislaitteita ja onnistuivat saamaan aikaan aivan uudenlaisia kuvia juurten elintärkeistä kemikaaleista. Kuvien avulla kasvien kasvuun saatiinkin täysin uusi näkökulma.
Tutkimuksesta kerrotaan tiedelehti Nature Communicationsissa julkaistussa artikkelissa.
Tutkijat kartoittivat massaspektrometrin avulla sitä, miten tärkeät molekyylit jakautuvat maissin juurten kantasoluissa ja miten niiden sijainti vaikuttaa kasvin kasvuun.
Massaspektrometriaa käytetään yleensä leikkauksissa syöpäkasvainten ja terveen kudoksen erottamiseen toisistaan.
Kuvaamalla löydettiin tärkeitä happomolekyylejä
Tutkijat muokkasivat teknologiaa kasveille sopivaksi ja pystyivät näin tutkimaan kasvien juurten kasvuun ja energiantuotantoon osallistuvia kemikaaleja.
Aluksi he keskittyivät tutkimaan maissin juurten päitä, joiden kantasolut vaikuttavat merkittävästi kasvin kasvuun. Juuri halkaistiin, jotta sen sisällä olevista kemikaaleista saatiin tarkka kuva.
Juurten kemikaaleja tutkittiin massaspektrometrin avulla. Massaspektrometriaa käytetään yleensä syöpäleikkauksissa.
”Kuvantamislaite ruiskuttaa juuren eri kohtiin pisaroita, jotka liuottavat kyseisessä kohdassa olevat kemikaalit”, tutkimukseen osallistunut Richard Zare kertoo lehdistötiedotteessa.
”Massaspektrometri kerää roiskepisarat yhteen ja kertoo, mitä liuenneet kemikaalit ovat. Kuvaamalla systemaattisesti pisaroiden osumakohdat saamme aikaan kartan juurissa olevista kemikaaleista.”
Kuvat näyttävät, miten kantasolu kehittyy valmiiksi juurikudokseksi. Samalla paljastuu niin kutsuttujen metaboliittien eli aineenvaihduntatuotteiden suuri merkitys kasvin solujen energiantuotannossa.
Tutkijat selvittivät, että trikarboksyylihapoista (joihin lukeutuu esimerkiksi sitruunahappo) koostuvat metaboliitit ovat avainasemassa juuren kehityksen ohjaamisessa.
Tutkijat odottivat, että metaboliitit jakaisivat kemikaaleja tasaisesti eri puolille juurta, mutta kävikin ilmi, että jakautuminen oli hyvin epätasaista.
Kasvit ohjaavat molekyylien jakautumista tietoisesti saadakseen niitä erityisesti niille alueille, jotka auttavat kasvia kasvamaan tehokkaasti.
Maissin lisäksi samoin toimivat myös muut kasvit, kuten lituruohot (Arabidopsis).
Tutkijoiden mukaan uusi havainto voi auttaa löytämään uusia tapoja säädellä kasvien kasvua sekä kemiallisesti että geneettisesti, mistä voi olla suurta hyötyä kasveille ilmastonmuutoksen vuoksi kuivuudesta kärsivillä alueilla.