Purslane het aan wetenskaplikes belangrike leidrade verskaf oor hoe om droogtebestande gewasse te skep in 'n wêreld wat gebuk gaan onder klimaatsverandering.
Yale-wetenskaplikes rapporteer dat die wydverspreide en beskou onkruidplant Portulaca oleracea, bekend as postelein, twee verskillende metaboliese weë kombineer om 'n nuwe tipe fotosintese te skep wat die onkruid toelaat om droogte te weerstaan terwyl dit hoogs produktief bly. in Wetenskapvooruitgang.
"Dit is 'n baie seldsame kombinasie van eienskappe wat 'n soort 'superplant' voortgebring het wat potensieel nuttig is in pogings soos die verbouing van gewasse," sê Erica Edwards van Yale Universiteit, professor in ekologie en evolusionêre biologie en senior skrywer van die studie.
Plante het onafhanklik baie verskillende meganismes ontwikkel om fotosintese te verbeter, die proses waardeur groen plante sonlig gebruik om voedingstowwe uit koolstofdioksied en water te sintetiseer.
Byvoorbeeld, mielies en suikerriet het iets ontwikkel wat C4-fotosintese genoem word, wat die plant in staat stel om produktief te bly by hoë temperature.
Vetplante, soos kaktusse en agaves, het 'n ander tipe genaamd CAM-fotosintese, wat noodsaaklik is vir oorlewing in woestyne. Beide C4 en CAM dien verskillende funksies, maar gebruik dieselfde biochemiese pad om as "toevoegings" tot normale fotosintese op te tree.
Wat postelein uniek maak, is dat dit albei hierdie evolusionêre aanpassings het, wat dit moontlik maak om beide hoogs produktief en baie droogteverdraagsaam te wees, 'n onwaarskynlike kombinasie.
Die span van die Yale-universiteit het 'n ruimtelike ontleding van geenuitdrukking in purslaneblare gedoen en gevind dat C4- en CAM-aktiwiteit volledig geïntegreer is. Hulle tree in dieselfde selle op, en die produkte van CAM-reaksies word deur C4 verwerk. Hierdie stelsel bied 'n buitengewone hoë vlak van C4-plantbeskerming tydens droogte.
Die navorsers het ook metaboliese vloeimodelle gebou wat die opkoms van 'n geïntegreerde C4+CAM-stelsel voorspel het, wat hul eksperimentele resultate weerspieël.
Die skrywers sê dat die begrip van hierdie nuwe metaboliese pad wetenskaplikes sal help om nuwe maniere te ontwikkel om gewasse soos mielies te verbou sodat hulle langdurige droogte kan weerstaan.
"In terme van die ontwikkeling van 'n CAM-siklus vir 'n C4-gewas soos mielies, is daar nog baie werk wat gedoen moet word voordat dit 'n werklikheid word," sê Edwards. "Maar ons het gewys dat die twee paaie effektief geïntegreer kan word, wat ons laat vermoed dat daar baie meer C4+CAM-spesies is wat wag om ontdek te word."