Ah, die Freuden des britischen Klimas. Obwohl ein Großteil des Vereinigten Königreichs derzeit in einer Hitzewelle sonnt (ausreichend, um den Käse in den Sandwiches in meiner nach Süden ausgerichteten Büroschublade zu schmelzen), werde ich zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieses Artikels wahrscheinlich zwei Pullover und Handschuhe tragen, um meine zu behalten Finger warm genug, um diese spannenden Blogposts zu tippen. Aber es ist einfach für mich – ich kann mich einfach einpacken, um mich warm zu halten (und ich finde, dass Whiskey auch hilft, aber erst, nachdem ich mit dem Bloggen fertig bin). Was sollen Pflanzen – draußen auf den Feldern – tun, wenn es plötzlich kühl wird? Und was, wenn wir uns für unseren zukünftigen Energiebedarf auf diese Pflanzen verlassen?
Das Bioenergiegras Miscanthus ist in Ostasien beheimatet. Als Miscanthus verwendet C4-Photosynthese, wird erwartet, dass die kühleren Temperaturen in weiten Teilen Nordeuropas die Produktivität einschränken. Die Identifizierung der genetischen Vielfalt in der Kältetoleranz wird es den Züchtern ermöglichen, produktivere Sorten für diese kühleren Regionen zu erzeugen. Die Charakterisierung der zeitlichen Beziehungen zwischen Photosynthese, Kohlenhydrat- und molekularer Expression relevanter Gene ist der Schlüssel zum Verständnis genotypischer Unterschiede in Toleranz oder Empfindlichkeit.
Ein kürzlich erschienener Artikel in Annals of Botany charakterisiert abschreckende Reaktionen in vier Miscanthus Genotypen, wobei Pflanzen verwendet werden, die einer plötzlichen Temperatursenkung ausgesetzt sind. Nach Kälteschock wurden Veränderungen in der Photosynthese, der Kohlenhydratzusammensetzung und der Expression von Zieltranskripten beobachtet. Das haben die Autoren herausgefunden Miscanthus × Giganteus zeigt eine überlegene Toleranz gegenüber Kälteschock als andere Miscanthus-Genotypen. Das Fehlen einer Saccharoseansammlung in M. sacchariflorus während Kälteschock deutet auf eine Beeinträchtigung der Enzymfunktion hin. Ein möglicher Transkriptionsfaktor, MsCBF3, wird am stärksten in den empfindlichsten Genotypen exprimiert und kann ein geeigneter molekularer Marker zur Vorhersage der Kälteempfindlichkeit sein. Wenn, wie in Arabidopsis, Genpolymorphismen in Bezug auf Toleranz identifiziert werden, kann dieses Gen als molekularer Marker verwendet werden, um Sämlinge und potenzielle Eltern auf Kältetoleranz zu screenen.
Die Charakterisierung von Chilling-Shock-Reaktionen in vier Genotypen von Miscanthus zeigt die überlegene Toleranz von M. × giganteus im Vergleich zu M. sinensis und M. sacchariflorus (2013) Annals of Botany 111 (5): 999–1013. doi: 10.1093/aob/mct059
Das Bioenergiegras Miscanthus ist in Ostasien beheimatet. Als Miscanthus C4-Photosynthese verwendet, wird erwartet, dass die kühleren Temperaturen in weiten Teilen Nordeuropas die Produktivität einschränken. Die Identifizierung der genetischen Vielfalt in der Kältetoleranz wird es den Züchtern ermöglichen, produktivere Sorten für diese kühleren Regionen zu erzeugen. Die Charakterisierung der zeitlichen Beziehungen zwischen Photosynthese, Kohlenhydrat- und molekularer Expression relevanter Gene ist der Schlüssel zum Verständnis genotypischer Unterschiede in Toleranz oder Empfindlichkeit. Kältereaktionen in vier zu charakterisieren Miscanthus Genotypen wurden Pflanzen einer plötzlichen Temperatursenkung ausgesetzt. Die untersuchten Genotypen umfassten zwei M. sinensis, eins M. sacchariflorus und ein Interspezies-Hybrid, M. × giganteus. Nach Kälteschock wurden Veränderungen in der Photosynthese (Asat), der Kohlenhydratzusammensetzung und der Expression von Zieltranskripten beobachtet. Nach 4 d wurde die Abnahme der Blattverlängerungsrate (LER) in den verschiedenen Genotypen gemessen. Nach einem Kälteschock wurde der größte Rückgang von Asat in beobachtet M. sacchariflorus und ein M. sinensis Genotyp. Die Kohlenhydratkonzentrationen stiegen bei allen Genotypen nach dem Abkühlen an, jedoch in geringerem Maße bei M. sacchariflorus. Zwei stressinduzierbare Gene wurden am stärksten in den Genotypen exprimiert, die die größten Abnahmen von Asat und LER erfuhren. Miscanthus × giganteus behielt die höchste Asat bei und zeigte als einziges keine Abnahme der LER nach der Umstellung auf 12 °C. Miscanthus × Giganteus zeigt eine überlegene Toleranz gegenüber Kälteschock als andere Genotypen von Miscanthus. Das Fehlen einer Saccharoseansammlung in M. sacchariflorus während Kälteschock deutet auf eine Beeinträchtigung der Enzymfunktion hin. Ein möglicher Transkriptionsfaktor, MsCBF3, wird am stärksten in den empfindlichsten Genotypen exprimiert und kann ein geeigneter molekularer Marker zur Vorhersage der Kälteempfindlichkeit sein.
