Watafiti wanatumia mwanga wa synchrotron kung'oa kuta za seli ya kitunguu ili kusaidia mimea kustahimili mikazo inayosababishwa na mabadiliko ya hali ya hewa na magonjwa.
"Tunajua kumekuwa na ukame mwingi kwenye nyanda za juu, na maisha ya watu yako kwenye mstari," alisema Ariana Forand, mwanafunzi wa Shahada ya Uzamili katika Chuo cha Kilimo na Rasilimali za viumbe katika Chuo Kikuu cha Saskatchewan (USask). "Itakuwa ya kushangaza kupata marekebisho ambayo yangeruhusu mimea kupinga mikazo mingi."
Forand aliongoza mradi ambao ulichunguza jinsi kalsiamu na boroni zinavyochukua jukumu la manufaa katika kuimarisha kuta za seli za mmea, kusaidia kupunguza upungufu wa maji mwilini unaotokana na kuganda na ukame na kuongeza upinzani dhidi ya vimelea.
Kama ilivyotokea, mmea mzuri wa kupima nadharia ilikuwa vitunguu.
Timu ilichanganua sampuli za vitunguu na kukusanya data katika Chanzo cha Juu cha Picha (APS) huko Illinois, shukrani kwa ushirikiano wa kituo hicho na Chanzo cha Mwanga cha Kanada (CLS) katika Chuo Kikuu cha Saskatchewan.
"Mradi huu kwa kweli unatokana na kazi ya mwanafunzi wa zamani wa Shahada ya Uzamili ya USask, Jun Liu, ambaye alifanya kazi ya mkazo wa kuganda," Forand alisema, "na tunajua kwamba katika ukame na baridi, mimea hupoteza maji kwa njia sawa."
Vitunguu ni mimea mizuri ya kutumia “kwa sababu unaweza kung’oa safu moja ya seli kwa urahisi na kuona mabadiliko katika ukuta wa seli,” ufunguo wa muundo wa mmea wa kulinda dhidi ya mikazo ya aina mbalimbali.
Kipengele cha pekee cha utafiti huu, matokeo ambayo yalikuwa iliyochapishwa katika jarida la Mimea, ilikuwa ni kwamba iliangalia mikazo mingi mara moja - upungufu wa maji mwilini katika vitunguu vya Wales na vitunguu vya kupikia, na upinzani wa pathogen huko Arabidopsis, magugu madogo ya maua yaliyotokea Afrika.
Baada ya kuongeza kalsiamu iliyochanganywa na maji kwenye vitunguu vilivyopandwa kwenye chafu, Forand alitumia hadubini ya X-ray ya synchrotron ili kuthibitisha sio tu kwamba mimea ilikuwa imechukua kalsiamu bali kwamba iliwekwa ndani ya ukuta wa seli.
Upimaji zaidi wa hali kavu ulionyesha kupungua kwa upotezaji wa maji katika mimea iliyosafishwa. Vile vile, boroni inajulikana kumfunga na pectini katika kuta za seli za Arabidopsis, kuimarisha upinzani wake kwa ugonjwa ulioletwa.
"Tulikuwa tunatafuta njia za kuimarisha kuta za seli kimuundo," Forand alisema. Kuthibitisha kwamba kalsiamu na boroni hupunguza athari za upotevu wa unyevu na magonjwa hufungua mlango wa kutafuta athari sawa katika mimea mingine.
Dk. Karen Tanino, profesa wa USask wa sayansi ya mimea na msimamizi wa Forand, alisema kuwa katika mwaka wowote, "mfadhaiko mmoja unaweza kuwa mkubwa zaidi kuliko mwingine - huwezi tu kutabiri itakuwa nini. Utafiti huu unatoa nafasi ya kulinda mimea dhidi ya mabadiliko ya mkazo mwaka hadi mwaka.
Forand na Tanino wanaamini kupanua utafiti wao kunatoa fursa za kuimarisha upinzani dhidi ya upotevu wa unyevu na magonjwa katika mazao ya shambani na katika tasnia ya kilimo cha bustani.
Kwa habari zaidi:
Victoria Schramm
Chanzo cha Mwanga cha Kanada
Simu: + 1 306-657-3516
email: victoria.schramm@lightsource.ca