A klímaváltozás nemcsak a forró nyarak miatt jelent egyre nagyobb kihívást a mezőgazdaságnak. A váratlan tavaszi vagy kora nyári lehűlések is súlyos károkat okozhatnak a virágzó növényekben, akár a termés felét is elpusztítva. Kínai kutatók most olyan természetes védekező mechanizmust azonosítottak, amely csak akkor kapcsol be, amikor valóban szükség van rá – így növelheti a növények ellenálló képességét anélkül, hogy normál körülmények között visszafogná a terméshozamot.

A globális éghajlat egyre kiszámíthatatlanabbá válásával a mezőgazdaság számára nemcsak a hőség és az aszály jelent problémát. A hirtelen érkező hideghullámok különösen veszélyesek a növények virágzási időszakában, amikor a pollen fejlődése rendkívül érzékeny a környezeti hatásokra. Egyetlen lehűlés elegendő lehet ahhoz, hogy a pollen elhaljon, ami jelentős terméskiesést eredményez.

A hagyományos megközelítések – például a folyamatos hidegtűrésre nemesített fajták – ugyan nyújthatnak bizonyos védelmet, de gyakran kompromisszumokkal járnak. A növények ugyanis normál körülmények között is energiát fordítanak a védekezési mechanizmusok fenntartására, ami csökkentheti a terméshozamot.

A kínai Tudományos Akadémia kutatói ezért egy másik utat kerestek. A Nature folyóiratban megjelent tanulmányukban olyan molekuláris „kapcsolót” azonosítottak, amely kizárólag hidegstressz esetén aktiválódik. A kutatás eredményei szerint az RGF nevű apró peptidjelző molekula kulcsszerepet játszik a pollen fejlődésének védelmében. A mindössze 13 aminosavból álló peptid normál hőmérsékleten gyakorlatilag inaktív, így nem terheli feleslegesen a növényt. Amikor azonban hirtelen lehűlés következik be, gyorsan aktiválódik, és beindít egy összetett sejtszintű védekezési folyamatot.

A kutatók szerint az RGF egy receptorhoz kapcsolódva kalciumionok gyors beáramlását idézi elő a sejtekben. Ez biztosítja, hogy a pollen fejlődéséhez szükséges szövetek megfelelő ütemben alakuljanak át még kedvezőtlen körülmények között is. Az eredmény: a hideg okozta pollenelhalás jelentősen csökken.

A felfedezés gyakorlati jelentőségét többéves szántóföldi kísérletek igazolták. Paradicsomban az RGF-jelátviteli rendszer mérsékelt erősítése a hideg által okozott termésveszteség 33,9–52,2 százalékát ellensúlyozta. Rizsben szintén sikerült javítani a növények teljesítményét, a terméskiesés mintegy 18 százalékát visszanyerve. A kutatók jelenleg szója és kukorica esetében is vizsgálják a módszer alkalmazhatóságát.

A szakértők azért tartják különösen ígéretesnek az eredményt, mert a rendszer „igény szerint” működik: kedvező időjárás esetén nem von el erőforrásokat a növénytől, stresszhelyzetben viszont gyorsan aktiválódik. Ez a megközelítés új irányt nyithat a klímaadaptív növénynemesítésben, amelynek célja nem csupán a szélsőséges körülmények túlélése, hanem a magas terméshozam megőrzése is.

A Nature bírálói a kutatást a hidegtűréssel kapcsolatos kutatások egyik jelentős áttöréseként értékelték. Ha a módszer más fontos kultúrnövényeknél is beválik, a jövőben hatékony eszközt adhat a gazdálkodók kezébe a klímaváltozás egyre gyakoribb időjárási sokkjaival szemben.