Bitkiler, fotosentez yoluyla ürettikleri şekeri, gündüz sıcaklığını algılamak ve bu sıcaklığa yanıt vermek için önemli bir sinyal olarak kullanıyor. Bu keşif, daha dayanıklı tarım ürünlerinin geliştirilmesine kapı aralayabilir.
Kaliforniya Üniversitesi Riverside'dan Profesör Meng Chen liderliğindeki yakın tarihli bir çalışma, bitkilerin gündüz sıcaklığı algılamasında yeni bir mekanizma ortaya koydu. Bu bulgu, daha önce ağırlıklı olarak gece sensörlerine odaklanan anlayışları sorguluyor. Araştırma, bu süreçte şekerin kritik rolünü vurgulayarak, bitkilerin çevrelerine nasıl uyum sağladığına dair daha kapsamlı bir tablo sunuyor.
Bilim insanları geleneksel olarak fitokrom B ve erken çiçeklenme proteini 3 (ELF3) gibi proteinlerin, çoğunlukla gece aktif olan ana sıcaklık sensörleri olduğunu düşünüyordu. Ancak bu modeller, ışık ve sıcaklığın yüksek olduğu gündüz sıcaklığına bitkilerin nasıl tepki verdiğini açıklayamıyordu. Bu durumu incelemek için ekip, genetik çalışmalarda sıkça kullanılan küçük bir çiçekli bitki olan Arabidopsis'i farklı sıcaklık ve ışık koşullarına maruz bıraktı ve bitkinin gövde kısmı olan hipokotilin sıcaklığa verdiği büyüme tepkisini gözlemledi.
Sonuçlar, fitokrom B'nin parlak ışıkta sıcaklığı algılama yeteneğinin azaldığını gösterdi. Buna rağmen bitkiler hala sıcaklığa tepki veriyordu, bu da başka sensörlerin devrede olduğunu düşündürdü. Yapılan ek testler, fitokrom B çalışmadığında karanlıkta bitkilerin sıcaklığa tepki veremediğini ancak ışıkta tepki verdiğini ortaya koydu. Büyüme ortamına şeker eklenmesi bu tepkiyi yeniden sağladı; bu da şekerin yüksek sıcaklık için bir sinyal görevi gördüğünü gösterdi.
Araştırma ayrıca, yüksek sıcaklıkların yapraklardaki nişastanın parçalanmasına ve sukrozun serbest kalmasına neden olduğunu buldu. Bu şeker, büyümeyi kontrol eden PIF4 adlı proteini stabilize ediyor. Sukroz yoksa, PIF4 hızla parçalanıyor; varlığında ise protein birikiyor ve başka bir sensör olan ELF3 de sıcaklığa yanıt verdiğinde aktif hale geliyor. Şeker ve proteinleri içeren bu çift mekanizma, bitkilerin gündüz sıcaklığına uyum sağlamasına olanak tanıyor. 2025 yılında Nature Communications'da yayımlanan bu keşif, bitki termosenin daha incelikli bir anlayışını sunuyor.
Bitkilerin gündüz sıcaklığını nasıl algıladığını anlamak, değişen iklim koşullarında gıda güvenliğini sağlamak için tarım uygulamalarının geliştirilmesinde hayati önem taşıyor. Bu araştırma, aşırı sıcaklıklara karşı daha dirençli ürünlerin geliştirilmesine yardımcı olabilir. Elde edilen bilgiler, iklim değişikliğinin etkilerine karşı daha dayanıklı bitkilerin yetiştirilmesini sağlayarak, istikrarlı bir gıda arzını güvence altına alabilir.