V-senci-2Pri intenzivnem poljedelstvu so rastline gosto posejane med seboj, zato med njimi poteka boj za sončne žarke. V ta namen se poslužujejo številnih ‘trikov’, znanih pod skupnim pojmom ‘sindrom izogibanja senci’. Kateri biološki mehanizmi tem rastlinam omogočajo pospešitev njihove rasti in s tem pridobitve prednosti v primerjavi z ostalimi rastlinami? V Franciji so na L’institut de biologie structurale (Inštitut za strukturalno biologijo, op. prev.) v sodelovanju z ameriškimi, švedskimi in argentinskimi skupinami znanstvenikov skušali raziskati ta fenomen.

Boj za sončno svetlobo, ki se odvija med rastlinami, je pojav, ki ga je enostavno opazovati in prepoznati. Kulture, ki rastejo tesno skupaj, zaradi različnih fotoreceptorjev zaznajo spremembo svetlobnega spektra. To je povezano z absorbcijo rdeče svetlobe v listih. Rastline absorbirajo rdečo svetlobo bolj na začetku rdečega spektra, poleg tega pa odbijajo dolgovalovno rdečo svetlobo na koncu spektra. Tako se poveča obsevanje rastlin, ki so v njihovi senci, z dolgovalovno rdečo svetlobo. Te spremembe v lastnostih svetlobe sprožijo v rastlinah niz reakcij, znanih pod skupnim imenom ‘sindrom izogibanja senci’. Ta sindrom se izraža na različne načine: od podaljšanja stebel, povečanja organov za shranjevanje rezervnih snovi, omejitve razvejanosti pa do pospešitve cvetenja.

Arabidopsis-thalianaDa bi raziskali biološke mehanizme, ki povzročajo ‘sindrom izogibanja senci’, so raziskovalci izvedli številne poskuse na rastlini Arabidopsis thaliana. Z genetskimi analizami so odkrili še nepoznan encim in s pomočjo računalniškega modeliranja ugotovili, da se veže z aminokislino triptofan. To je raziskovalce prijetno vznemirilo, saj je znano, da rastline izkoriščajo triptofan kot gradnik za izdelavo avksina. Avksin (iz grške besede auxano; rasti) je eden izmed najbolj poznanih rastlinskih hormonov, ki pospešuje rast in razvoj rastlin. Raziskave, ki so sledile, so nedvomno potrdile, da novo odkriti encim omogoča nastajanje avksina iz triptofana. Poimenovali so ga triptofan aminotransferaza arabidopsisa 1 ali na kratko TAA1.

Znanstveniki so tako odkrili novo biosintezno pot na osnovi encima TAA1, ki se sproži, ko glavni fotoreceptor za izogibanje senci zazna sosednje rastline. Posledično naraste količina avksina v rastlini, kar povzroči spremembe v rasti, ki so povezane s ‘sindromom izogibanja senci’. Omenjeni sindrom ima velik vpliv na kakovost in količino pridelane biomase. Razumevanje molekularnih mehanizmov, povezanih s to strategijo, je torej prvi korak na poti k izboljšavi rastlin, ki jih gojijo na velikih površinah.