మొక్కలు చాలా పొడుగుగా ఉంటాయి, వాటి ప్రతి ఆకులకు సూర్యరశ్మిని యాక్సెస్ చేయడానికి వంగి ఉంటాయి. శతాబ్దాలుగా ఈ దృగ్విషయాన్ని గమనించినప్పటికీ, శాస్త్రవేత్తలు దీనిని పూర్తిగా అర్థం చేసుకోలేరు. ఇప్పుడు సాల్క్ ఇన్స్టిట్యూట్లోని శాస్త్రవేత్తలు రెండు మొక్కల కారకాలు - ప్రోటీన్ PIF7 మరియు గ్రోత్ హార్మోన్ ఆక్సిన్ - మొక్కలు నీడలో ఉన్నప్పుడు మరియు అదే సమయంలో అధిక ఉష్ణోగ్రతలకు గురైనప్పుడు పెరుగుదలను వేగవంతం చేసే ట్రిగ్గర్లు అని కనుగొన్నారు. ఇన్స్టిట్యూట్ యొక్క అధికారిక వెబ్సైట్.
29 ఆగస్టు 2022న నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్ జర్నల్లో ప్రచురించబడిన పరిశోధనలు, వాతావరణ మార్పులకు మొక్కలు ఎలా స్పందిస్తాయో మరియు గ్లోబల్ వార్మింగ్ పంటలను దెబ్బతీస్తున్నప్పటికీ దిగుబడిని ఎలా పెంచుతుందో అంచనా వేయడానికి శాస్త్రవేత్తలకు సహాయం చేస్తుంది.
"ప్రస్తుతం మేము నిర్దిష్ట సాంద్రతతో పంటలను పండిస్తున్నాము, అయితే వాతావరణ మార్పుల కారణంగా మొక్కల పెరుగుదలను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి మేము ఈ సాంద్రతను తగ్గించాల్సిన అవసరం ఉందని మా ఫలితాలు సూచిస్తున్నాయి" అని సాల్క్ ఇన్స్టిట్యూట్ యొక్క ప్లాంట్ మాలిక్యులర్ మరియు సెల్ బయాలజీ డైరెక్టర్ సీనియర్ రచయిత ప్రొఫెసర్ జోవాన్ చోరీ చెప్పారు. లాబొరేటరీ మరియు హోవార్డ్, హ్యూస్ మెడికల్ ఇన్స్టిట్యూట్లో పరిశోధకుడు. "మొక్కలు కాంతి మరియు ఉష్ణోగ్రతకు ఎలా ప్రతిస్పందిస్తాయి అనే పరమాణు ప్రాతిపదికను అర్థం చేసుకోవడం ఉత్తమ దిగుబడిని ఉత్పత్తి చేయడానికి నాటడం సాంద్రతను చక్కగా ట్యూన్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది."
అంకురోత్పత్తి సమయంలో, మొలకల త్వరగా మట్టిని చీల్చడానికి మరియు వీలైనంత త్వరగా సూర్యరశ్మిని సంగ్రహించడానికి కాండం పొడిగిస్తాయి. సాధారణంగా, కాండం సూర్యరశ్మికి గురైన తర్వాత దాని పెరుగుదలను తగ్గిస్తుంది. కానీ మొక్క సూర్యకాంతి కోసం చుట్టుపక్కల ఉన్న మొక్కలతో పోటీపడితే లేదా పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతలకు ప్రతిస్పందనగా వేడి నేల మరియు మొక్క ఆకుల మధ్య దూరాన్ని పెంచినట్లయితే కాండం త్వరగా పొడిగించవచ్చు. పర్యావరణ పరిస్థితులు - షేడింగ్ మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రతలు - కాండం పెరుగుదలను ప్రేరేపిస్తాయి, అవి దిగుబడిని కూడా తగ్గిస్తాయి.
ఈ అధ్యయనంలో, శాస్త్రవేత్తలు నీడలో మరియు అదే సమయంలో వెచ్చని ఉష్ణోగ్రతలలో పెరుగుతున్న మొక్కలను పోల్చారు - అధిక నాటడం సాంద్రతలు మరియు వాతావరణ మార్పులను అనుకరించే పరిస్థితులు. శాస్త్రవేత్తలు మోడల్ ప్లాంట్ అరబిడోప్సిస్ థాలియానా, అలాగే టొమాటో మరియు పొగాకు యొక్క దగ్గరి బంధువును ఉపయోగించారు, ఎందుకంటే ఈ పర్యావరణ పరిస్థితుల వల్ల మూడు వృక్ష జాతులు సమానంగా ప్రభావితమవుతాయో లేదో చూడటానికి వారు ఆసక్తి కలిగి ఉన్నారు.
మూడు జాతులలో, పొరుగు మొక్కలు సృష్టించిన నీడను నివారించడానికి మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రతలకు గురైనప్పుడు మొక్కలు చాలా పొడవుగా పెరిగాయని పరిశోధకుల బృందం కనుగొంది. పరమాణు స్థాయిలో, జన్యువులను ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేయడంలో సహాయపడే ప్రోటీన్ అయిన PIF7 ట్రాన్స్క్రిప్షన్ ఫ్యాక్టర్ వృద్ధిని పెంచడంలో సహాయపడిందని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు. పంటలు పొరుగు మొక్కలను కనుగొన్నప్పుడు వృద్ధి హార్మోన్ అయిన ఆక్సిన్ స్థాయిలు పెరుగుతాయని వారు కనుగొన్నారు, ఇది ఏకకాలంలో అధిక ఉష్ణోగ్రతలకు ప్రతిస్పందనగా వృద్ధిని ప్రోత్సహిస్తుంది. ఈ సినర్జిస్టిక్ PIF7-ఆక్సిన్ పాత్వే మొక్కలు తమ వాతావరణానికి ప్రతిస్పందించడానికి మరియు ఉత్తమంగా పెరుగుతున్న పరిస్థితుల కోసం అన్వేషించడానికి అనుమతించింది.
సంబంధిత లిప్యంతరీకరణ కారకం, PIF4, అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కాండం పొడిగింపును కూడా ప్రేరేపించింది. అయినప్పటికీ, నీడ మరియు పెరిగిన ఉష్ణోగ్రతల కలయికతో, ఈ అంశం ఇకపై ముఖ్యమైన పాత్ర పోషించదు.
"సంబంధిత వృద్ధి పరిస్థితులలో ఈ అంశం యొక్క ప్రాముఖ్యతను మునుపటి అధ్యయనాలు చూపించినందున PIF4 ముఖ్యమైన పాత్ర పోషించలేదని మేము ఆశ్చర్యపోయాము" అని సాల్క్ ఇన్స్టిట్యూట్లో పరిశోధనా సహచరుడు మరియు అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ అయిన మొదటి అధ్యయన రచయిత యోగేవ్ బుర్కో చెప్పారు. ఇజ్రాయెల్ అగ్నిపర్వతాల సంస్థలో వ్యవసాయ పరిశోధన కోసం సంస్థ. "ఈ ప్లాంట్కు PIF7 ప్రధాన వృద్ధి డ్రైవర్గా ఉండటం నిజంగా ఆశ్చర్యం కలిగించింది. ఈ కొత్త జ్ఞానంతో, వాతావరణ మార్పులకు అనుగుణంగా వివిధ పంటల పెరుగుదల ప్రతిస్పందనను చక్కగా తీర్చిదిద్దాలని మేము ఆశిస్తున్నాము.
PIF7 మరియు ఆక్సిన్ ప్రభావాన్ని పెంచే మరో అంశం ఇంకా కనుగొనబడలేదని పరిశోధకులు విశ్వసిస్తున్నారు. భవిష్యత్ అధ్యయనాలలో ఈ తెలియని కారకాన్ని అన్వేషించాలని వారు ఆశిస్తున్నారు. బెర్కో యొక్క ల్యాబ్ పంటలలో ఈ మార్గాన్ని ఎలా ఆప్టిమైజ్ చేయవచ్చో కూడా అధ్యయనం చేస్తుంది.
"గ్లోబల్ ఉష్ణోగ్రతలు పెరుగుతున్నాయి, కాబట్టి ఈ కొత్త పరిస్థితులలో పెరిగే ఆహార పంటలు మనకు అవసరం" అని సాల్క్ ప్లాంట్ యూజ్ ఇనిషియేటివ్ మరియు హోవార్డ్ హెచ్ మరియు మేరీమ్ ఆర్. న్యూమాన్ చైర్ ఆఫ్ ప్లాంట్ బయాలజీ సహ-నాయకుడు చోరీ చెప్పారు. "అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద మొక్కల పెరుగుదలను నియంత్రించే ముఖ్య కారకాలను మేము గుర్తించాము, ఇది భవిష్యత్ తరాలకు ఆహారం ఇవ్వడానికి మరింత ఉత్పాదక పంటలను పండించడంలో మాకు సహాయపడుతుంది."