Tartu Ülikooli teadlased avastasid koostöös Helsingi ja California San Diego Ülikooli (USA) teadlastega geeni, mida paljude maade teadlased on otsinud aastaid ning millel on oluline roll taime elutähtsate protsesside regulatsioonil. Töö tulemused ilmuvad mainekas teadusajakirjas Nature.

Tartu Ülikooli Tehnoloogiainstituudi teadlased Triin Vahisalu, Heino Moldau ja Hannes Kollist lokaliseerisid geeni, mis reguleerib taime õhulõhede ehk taime lehtedel asuvate mikroskoopiliste avade tööd. Leitud geen mõjutab oluliselt kaitsereaktsioonide kulgu taime sattumisel stressiseisundisse, mida põhjustavad veepuudus ja saasteainete, näiteks osooni hulga suurenemine atmosfääris inimtegevuse mõjul.

Avastuse teinud TÜ taimebioloogia labori juhataja Hannes Kollisti sõnul osaleb avastatud geeni poolt kodeeritud valk õhulõhede avatuse regulatsioonis. "Läbi õhulõhede pääseb lehte taime toiteaine süsihappegaas ja vabaneb loomse elu alus - hapnik. Paratamatult toimub läbi avatud õhulõhede ka taime vee kadu. Seega on õhulõhedel taimede gaasivahetuse reguleerimisel keskne roll, et minimaalse veekao puhul toimuks siiski piisav süsihappegaasi sissevool, mis on eriti oluline tingimustes, kus veevarud on piiratud. Seetõttu on õhulõhede sulgumise mehhanismide mõistmine tähtis sordiaretuse ja põllumajanduse seisukohalt. Avastus võimaldab näiteks aretada kuivust paremini taluvaid kultuurtaimi," selgitas Kollist.

Õhulõhesid ümbritsevate sulgrakkude membraanis on mitmeid ioonkanaleid, mis reguleerivad sulgrakkkude avanemist ja sulgumist. Õhulõhed avanevad näiteks valguse toimel. Sulgumise käivitab aga kuivus või mõni muu stressifaktor, näiteks osoon. Õhulõhesid ümbritsevad sulgrakud on ühed enimuuritud taimerakud. Aastaid on mõistetud, et õhulõhede sulgumise käivitamisel on keskne roll just anioonkanalil, kuid siiani ei teatud milline geen antud kanalit kodeerib.

Kauaotsitud geeni jälile jõuti hariliku müürlooga (Arabidopsis thaliana, kasvab ka Eestis) osoonitundlikke mutante võrreldes. Geen lokaliseeriti ja tema funktsiooni kirjeldati lõplikult koostöös Helsingi Ülikooli ja California San Diego Ülikooli teadlastega.


Harilik müürlook (allikas: Wikipedia)

Inimkonna tekitatud kliimamuutuse taustal on taime õhulõhede molekulaarsete mehhanismide mõistmine eriti tähtis. Kuivuse käes kannatavate alade hulk on kasvamas ja kasvamas on ka inimkonna arvukus. See sunnib piisava toiduvaru saamiseks kasutama põllumajanduslikel eesmärkidel üha kuivemaid alasid. Kuivadel aladel vastupidavate põllukultuuride aretamisel on õhulõhede toimimise mehhanismide mõistmine väga tähtis.

Kliimamuutuse tõttu üha suurenevad osooni ja süsihappegaasi kontsentratsioonid esitavad taimedele oma väljakutse. Näiteks, et takistada osooni lehte pääsemist, käivitub õhulõhede sulgumine, mis vähendab küll osooni poolt tekitatud kahjustuste ulatust, kuid samas ka piirab taimekasvu, kuna taime peamine toiteaine - süsihappegaas - ei pääse enam lehte. Teadlaste avastus on üks samm teel, mis tulevikus võib aidata luua taimi, mis suudavad kasvada ka kuivades ja saastatud piirkondades.

Artiklit saab lugeda teadusajakirja Nature veebilehelt: www.nature.com.