En ny pusselbit i bladens åldrande

Forskare vid Umeå Plant Science Centre har identifierat en metabolisk ”punkt utan återvändo” som avgör när bladceller går vidare till celldöd. Enligt Umeå universitet handlar det om aminosyran arginin, som tycks fungera som en signal för om ett blad fortfarande kan återhämta sig – eller om processen blivit oåterkallelig. Studien är publicerad i Nature Plants.

Växtens återvinning innan bladen dör

När blad åldras återvinner växten näringsämnen som kan användas för fortsatt tillväxt och överlevnad. Tajmingen är viktig: under stress, exempelvis torka, kan en växt återhämta sig om stressen upphör i tid. Vid långvarig stress kan bladcellerna däremot passera ett läge där återhämtning inte längre är möjlig.

Arginin visar hur långt processen har gått

Enligt pressmeddelandet fungerar arginin som en indikator på hur långt återvinningsprogrammet har kommit:

• Så länge argininnivåerna är höga finns möjlighet till återhämtning.
• När argininnivåerna sjunker under en viss gräns fortsätter cellerna in i en irreversibel dödsprocess.

Seniorförfattaren Olivier Keech vid Umeå universitet säger i pressmeddelandet: – Celler i ett åldrande blad genomgår ett noggrant samordnat återvinningsprogram. De molekylära mekanismerna bakom de olika stegen är relativt väl kända, men vad som talar om för cellen att återvinningen är färdig och att det är dags att dö har länge varit en öppen fråga.

Så gjordes försöken

Forskarna studerade åldrande genom att täcka enskilda Arabidopsisblad med aluminiumfolie, vilket utlöste det återvinningsprogram som föregår celldöd. De undersökte också så kallade ”stay-green”-mutanter, som behåller gröna blad längre än normalt och som tidigare visats ansamla ovanligt höga halter av aminosyror.

När forskarna testade om enskilda aminosyror kunde påverka åldringsprocessen stack arginin ut: blad som behandlades med arginin förblev gröna betydligt längre än obehandlade blad. Samtidigt fann forskarna att åldrande blad normalt aktiverar transportsystem som sänker argininnivåerna, medan ”stay-green”-mutanterna inte aktiverade dessa system och därför ansamlade arginin.

Olivier Keech beskriver ett avgörande steg i arbetet: – Det verkliga genombrottet kom när vi såg att det räckte att återställa en fungerande arginintransport för att få mutantplantorna att återgå till ett normalt senescensförlopp.

Kan på sikt bidra till mer stresståliga grödor

Upptäckten kan enligt Umeå universitet på sikt bidra till grödor som behåller sin motståndskraft längre under ogynnsamma förhållanden, genom ökad kunskap om hur växter styr övergången mellan återhämtning och irreversibel bladdöd.