นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีคิงอับดุลลาห์ได้ค้นพบกลไกที่ช่วยให้พืชปกป้องกระบวนการสังเคราะห์แสงในช่วงที่มีอากาศร้อนจัด ซึ่งเป็นผลการค้นพบที่อาจสนับสนุนความพยายามในการพัฒนาพืชผลที่เหมาะสมกับสภาพอากาศแห้งแล้ง เช่น ในซาอุดีอาระเบียได้ดียิ่งขึ้น
งานวิจัยที่นำโดยโมนิกา โชดาซิวิช พบว่าโปรตีนที่สร้างคลอโรฟิลล์จะจัดเรียงตัวใหม่เป็นโครงสร้างชั่วคราวภายในคลอโรพลาสต์เมื่อพืชสัมผัสกับอุณหภูมิสูง โครงสร้างเหล่านี้เรียกว่าเม็ดความเครียดของคลอโรพลาสต์ ซึ่งช่วยรักษาและฟื้นฟูความสามารถของพืชในการเปลี่ยนแสงแดดเป็นพลังงานเคมี
ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ Plant Physiology
นักวิจัยกล่าวว่า โปรตีนที่เรียกว่า โปรโตคลอโรฟิลไลด์ ออกซิโดรีดักเทส จะเปลี่ยนพฤติกรรมและตำแหน่งภายใต้สภาวะความเครียดจากความร้อน แทนที่จะอาศัยกระบวนการกระตุ้นยีนที่ช้ากว่า
“เรื่องนี้สำคัญเพราะความร้อนเป็นหนึ่งในภัยคุกคามหลักต่อผลผลิตของพืช และการปกป้องกระบวนการสังเคราะห์แสงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรักษาการเจริญเติบโตของพืชและผลผลิตทางการเกษตร” โชดาซิวิช ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์พืชแห่ง KAUST กล่าวในแถลงการณ์ของมหาวิทยาลัย
ทีมวิจัยพบว่าพืชที่ขาดโปรตีนชนิดนี้ไม่สามารถรับมือกับอุณหภูมิที่สูงขึ้นได้ ในขณะที่พืชที่มีโปรตีนชนิดนี้สามารถฟื้นตัวได้เร็วขึ้นหลังจากได้รับความร้อน ซึ่งชี้ให้เห็นถึงกลไกตามธรรมชาติที่ช่วยเพิ่มความทนทานต่อความร้อน
โชดาซิวิช กล่าวว่า นักวิจัยรู้สึกประหลาดใจที่โปรตีนดังกล่าวไม่ได้ถูกกระตุ้นอย่างรุนแรงในระดับการแสดงออกของยีนในระหว่างภาวะเครียดจากความร้อน ซึ่งบ่งชี้ว่าพืชสามารถตอบสนองได้อย่างรวดเร็วโดยการจัดระเบียบโปรตีนที่มีอยู่ใหม่แทนที่จะสร้างโปรตีนใหม่
งานวิจัยนี้มุ่งเน้นไปที่ Arabidopsis thaliana ซึ่งเป็นพืชต้นแบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในวงศ์มัสตาร์ด นักวิจัยกล่าวว่าขั้นตอนต่อไปจะทดสอบว่ากลไกการป้องกันที่คล้ายกันนี้มีอยู่ในพืชเศรษฐกิจชนิดอื่นหรือไม่ และโปรตีนที่เกี่ยวข้องสามารถดัดแปลงได้โดยไม่เป็นอันตรายต่อการเจริญเติบโตของพืชหรือไม่
ซาอุดีอาระเบียและภูมิภาคแห้งแล้งอื่นๆ กำลังเผชิญกับความท้าทายทางการเกษตรที่เพิ่มมากขึ้น ซึ่งเชื่อมโยงกับความร้อน การขาดแคลนน้ำ และความเค็มของดิน ปัจจัยเหล่านี้ล้วนสามารถลดประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงและลดผลผลิตทางการเกษตรได้
นักวิจัยกล่าวว่าการค้นพบนี้อาจมีส่วนช่วยในการพัฒนาพันธุ์พืชและเทคโนโลยีชีวภาพในอนาคต ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มความมั่นคงทางอาหารและความสามารถในการรับมือกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง