Ilmastonmuutos pahentaa kuivuuden vaikutuksia kaikkiin kasviekosysteemeihin maailmanlaajuisesti. Vaikka kasvien kuivuusstressin havaitsemiseen ja arvioimiseen on kehitetty uusia työkaluja – transkriptomisia tai metaboloisia tekniikoita jne. – niitä on edelleen vaikea soveltaa luonnollisissa ekosysteemeissä, erityisesti syrjäisillä alueilla ja kehitysmaissa.
Nyt lehdessä julkaistu tutkimus Kasvitieteen suuntaukset esittelee joukon tekniikoita, joiden avulla tutkijat voivat havaita ja seurata kuivuusstressi kasveissa halvalla, helposti ja nopeasti. Tutkimuksen kirjoittajat ovat asiantuntijat Sergi Munné-Bosch ja Sabina Villadangos Barcelonan yliopiston biologian tiedekunnasta ja biologisen monimuotoisuuden tutkimusinstituutista (IRBio).
Taistelu kuivuuden vaikutuksista kasveihin
Käytettävissä olevat tekniikat vaikutusten havaitsemiseen ja seurantaan kuivuus kasvien stressi vaihtelee hyvin yksinkertaisista ja edullisista toimenpiteistä (kasvu- tai suhteellinen vesipitoisuusanalyysi) monimutkaisempiin ja kalliimpiin lähestymistapoihin (omics-tekniikat).
UB:n professori Sergi Munné-Bosch, evoluutiobiologian, ekologian ja ympäristötieteiden laitoksen professori, selittää, että nämä innovatiiviset tekniikat "ovat tarjonneet uusia mahdollisuuksia kuivuusstressin havaitsemiseen ja seurantaan, mutta niiden kustannukset synnyttävät eriarvoisuutta ympäri maailmaa."
”Valitettavasti koko maailma kärsii nykyään vesivarojen puutteesta, varsinkin virran vuoksi ilmastonmuutos olemme kokemassa. Ja valitettavasti maat, joilla on vähemmän taloudellisia resursseja, eivät ole poikkeus. On syytä muistaa, että suurin osa köyhimmistä maista on Afrikassa, jossa on myös maailman suurimmat kuivat ja subaridit alueet.
Laboratoriot perusvarusteineen
Tutkimus vastaa tarpeeseen luoda tehokkaita ja edullisia protokollia, joiden avulla voidaan helposti havaita ja tutkia, kuinka kuivuus vaikuttaa kasveihin. Kirjoittajat esittelevät erityisesti joukon erittäin helppokäyttöisiä tekniikoita, joita voidaan soveltaa laboratorion peruslaitteilla: tarkkuusvaaka, mikroskooppi, sentrifugi, spektrofotometri, uuni, kamera ja tietokone.
Nämä laboratoriot voisivat analysoida erilaisia parametreja kasvuvauhti, lehtien vesipitoisuutta, pigmenttejä ja lehtien elinkelpoisuutta käyttämällä tetratsoliumtestiä, orgaanista heterosyklistä yhdistettä, jota on perinteisesti käytetty kasvifysiologian tutkimuksissa.
"Näillä indikaattoreilla voimme saada täydellisen kuvan siitä, mitkä lajit ovat parhaiten sopeutuneet tiettyyn ilmastoon tai kuinka tietty viljelykasvi reagoi muuttuviin olosuhteisiin tietyllä alueella nykyisessä ilmastonmuutoksen tilanteessa", Munné-Bosch sanoo.
”Kaikki nämä toimenpiteet ovat helppoja toteuttaa. Lisäksi osaava tiimi voidaan koota hyvin lyhyessä ajassa kehittämään toimenpiteitä nopeasti ja tehokkaasti. Ja ne voidaan toteuttaa erittäin alhaisin kustannuksin, joten ne ovat toteuttamiskelpoisia lähestymistapoja maailmanlaajuisesti”, tutkija sanoo.
Tetratsoliumtesti: klassisen selän saaminen
Toisessa tutkimuksessa samassa lehdessä ryhmä korostaa tetratsoliumtestin käyttöä hyödyllisenä ja helppokäyttöisenä menetelmänä arvioida kuivuusstressin vaikutuksia kasveihin. ”Tämän testin avulla voimme paitsi havaita, onko solu, kudos tai elin elossa vai kuollut, vaan se on myös erinomainen indikaattori sen pitkäikäisyydestä. toisin sanoen se on tieteellinen työkalu, jonka avulla voimme ennustaa, kuinka kauan kasvi elää. Tämä voi olla erityisen hyödyllistä luonnon monimuotoisuuden hallinta- ja suojeluohjelmissa, varsinkin nykyisessä ilmastonmuutoksen kontekstissa”, tutkija sanoo.
Ilmastonmuutoksen vaikutukset stimuloivat tutkimusta siitä, miten kasvit sopeutuvat uusiin ympäristöolosuhteisiin. ”Tämä on enemmän kuin kannustin, vaan välttämättömyys. Ihmisten on sopeuduttava ilmastonmuutokseen, ja he tekevät sen aina paremmin käsi kädessä luonnon kanssa integroituen siihen. Ja tätä varten on välttämätöntä tuntea ekosysteemit ja kaikki niihin kuuluvat organismit, mukaan lukien kasvit”, Munné-Bosch sanoo.
Laadukkaiden tieteellisten työkalujen suunnittelu ja käyttöönotto on ratkaisevaa hoitosuunnitelmien laatimisessa ja biologisen monimuotoisuuden säilyttämisessä maailmanlaajuisesti. "Tämä tutkimus auttaa ymmärtämään paremmin kasvien reaktiota kuivuuteen ilmastonmuutoksen yhteydessä, ja lisäksi se voi olla hyödyllinen biologisen monimuotoisuuden hallintaohjelmissa", toteaa UB:n tutkija Sabina Villadangos.
Tutkimus helpottaa myös näiden toimenpiteiden toteuttamista maailmanlaajuisesti. "On syytä pitää mielessä, että jos kaikki maat eivät koordinoi ennustettavissa olevia muutoksia, globaalin muutoksen vaikutukset ovat tuhoisia", Sergi Munné-Bosch päättää.