Mae cnydau amaethyddol yn aml yn wynebu amodau amgylcheddol llym. Yn lle defnyddio ynni ar gyfer twf, mae ffactorau fel afiechyd, tymereddau eithafol a phriddoedd hallt yn gorfodi planhigion i'w ddefnyddio i ymateb i'r straen sy'n deillio o hynny. Gelwir y ffenomen hon yn "y cyfaddawd rhwng yr ymateb i dwf a straen."
Mae tîm o ymchwilwyr o Brifysgol Nagoya wedi darganfod llwybr anhysbys o'r blaen i reoleiddio a yw planhigyn yn defnyddio ei adnoddau ar gyfer twf neu i ymdopi â straen. Porth Phys.org. Gallai'r darganfyddiad hwn ganiatáu ar gyfer rheoli'r ymateb straen mewn amodau amaethyddol, gan gynyddu eu cynnyrch. Cyhoeddodd y gwyddonwyr eu canlyniadau yn y cyfnodolyn Gwyddoniaeth.
Astudiodd y tîm ymchwil, dan arweiniad yr Athro Yoshikatsu Matsubayashi a’r Athro Cyswllt Mari Ohnishi o Ysgol Gwyddorau Bywyd Graddedig Prifysgol Nagoya yn Japan, rôl hormonau a’u derbynyddion mewn ymatebion planhigion i straen.
Roeddent yn canolbwyntio ar dri derbynnydd nad oedd yr hormon cyfatebol wedi'i nodi ar eu cyfer eto. Gan ddefnyddio Arabidopsis thaliana, planhigyn blodeuol bach, fe wnaethon nhw ddarganfod y teulu PSY sy'n gweithredu fel hormon, gan rwymo'r derbynyddion hyn a newid yr ymateb straen i dwf ac i'r gwrthwyneb.
Fel rheol, mae derbynyddion a hormonau yn gweithredu fel cloeon ac allweddi, gyda'r hormon (yn yr achos hwn, y peptid PSY) yn gweithredu fel yr allwedd sydd ei angen i gychwyn y broses fiolegol. Fodd bynnag, yn yr astudiaeth hon, roedd celloedd planhigion nad oeddent yn cynhyrchu PSY serch hynny yn cael ymateb straen gweithredol. Felly, mae hyn yn awgrymu, yn lle actifadu'r ymateb straen, bod presenoldeb "allwedd" PSY yn y "clo" derbynnydd yn ei gadw i ffwrdd.
Er mwyn profi natur ymatebion straen, tyfodd yr ymchwilwyr blanhigion dan amodau hynod o straen gan ddefnyddio gwres, halen, a'u heintio â bacteria. Methodd planhigion a oedd naill ai'n ddiffygiol mewn derbynyddion PSY neu'n derbyn yr hormon PSY yn gyson ag ymateb yn ddigonol i straen, gan arwain at lai o oroesiad. Daeth y gwyddonwyr i'r casgliad bod planhigion dan straen yn rhoi'r gorau i gynhyrchu PSY, y mae ei absenoldeb yn achosi ymatebion straen.
I egluro'r ffenomen hon, cynigiodd yr ymchwilwyr fecanwaith lle mae celloedd difrodi yn lleihau'r crynodiad o hormonau PSY mewn haenau celloedd ger yr ardaloedd sydd wedi'u difrodi. Mae'r diffyg PSY hwn yn sbarduno'r ymateb straen. Yn bwysig, gallai hyn esbonio pam y gall hyd yn oed planhigion sydd wedi'u difrodi anfon negeseuon.
Yn hytrach na defnyddio ei adnoddau cyfyngedig i greu signal newydd, gall y gell planhigyn sydd wedi'i difrodi atal rhyddhau'r hormon PSY, gan actifadu'r ymateb straen. Byddai mecanwaith o'r fath yn ei gwneud hi'n bosibl cydbwyso ymwrthedd straen â'r costau ynni cysylltiedig. O ganlyniad, hyd yn oed o dan yr amodau amgylcheddol mwyaf dirdynnol, gall planhigion barhau i dyfu trwy reoli eu hadnoddau cyfyngedig.
Mae'r rhan fwyaf o'r mecanweithiau a geir mewn Arabidopsis i'w cael mewn planhigion eraill hefyd. Felly, mae'r canlyniadau hyn yn berthnasol i bob cnwd.