Siedliska alpejskie stwarzają ekstremalne wyzwania, w tym niskie temperatury, wysokie promieniowanie UV i ograniczony poziom tlenu, które wymagają unikalnych adaptacji od roślin zamieszkujących te regiony. Pomimo ich ekologicznego znaczenia, mechanizmy genetyczne stojące za tymi adaptacjami nie są dobrze poznane.

Badanie tych mechanizmów ma kluczowe znaczenie, ponieważ może prowadzić do wglądu w odporność roślin i strategie przetrwania w warunkach stresu środowiskowego. Ze względu na te wyzwania konieczne jest przeprowadzenie dogłębnych badań w celu odkrycia adaptacji genetycznych i fizjologicznych, które umożliwiają roślinom przetrwanie w tak trudnych warunkach.

Naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk i innych instytucji opublikowali 1 maja 2024 r. badanie Badania ogrodnicze, który ujawnia adaptacje genomowe rośliny alpejskiej Triplostegia gruczołu. Badanie zapewnia wszechstronną analizę tego, jak roślina ta radzi sobie z trudnymi warunkami panującymi na dużych wysokościach.

Badanie przedstawia szczegółowy montaż genomu T. glandulifera i porównuje go z gatunkiem nizinnym Lonicera japonica. Naukowcy odkryli zdarzenie duplikacji całego genomu u T. glandulifera, które zwiększyło liczbę genów związanych z zimnem, wzmacniając zdolność rośliny do wytrzymywania stresu zimna. Kluczowe geny, takie jak CBF i LEA, okazały się silnie ekspresjonowane u T. glandulifera, odgrywając kluczową rolę w tolerancji na zimno.

Ponadto w badaniu zidentyfikowano zbieżną redukcję genów odporności na choroby wśród roślin alpejskich, co wskazuje na strategię oszczędzania energii w środowiskach o mniejszej liczbie patogenów. Ta redukcja genów związanych z odpornością odzwierciedla adaptację do siedliska alpejskiego, gdzie oszczędzanie energii jest niezbędne do przetrwania. Ogólnie rzecz biorąc, badania dostarczają cennych informacji na temat genetycznych podstaw adaptacji alpejskiej, oferując potencjalne zastosowania w zwiększaniu odporności roślin w ekstremalnych środowiskach.

Dr Zhi-Duan Chen, czołowy naukowiec w dziedzinie genomiki roślin, zauważył: „Te badania dostarczają bezprecedensowych spostrzeżeń na temat adaptacji genetycznych roślin alpejskich. Zrozumienie tych mechanizmów jest kluczowe dla zachowania tych gatunków i może pomóc w praktykach rolniczych w trudnych warunkach”.

Wnioski wyciągnięte z tego badania mogą znacząco wpłynąć na strategie ochrony roślin alpejskich, które są szczególnie podatne na zmiany klimatyczne. Identyfikując kluczowe geny odpowiedzialne za tolerancję na stres, badacze mogą opracować nowe podejścia do zwiększania odporności upraw w ekstremalnych warunkach. Co więcej, wiedza ta może przyczynić się do uprawy i konserwacji roślin leczniczych, takich jak T. gruczołu, zapewniając ich dostępność dla przyszłych pokoleń.