Een nieuwe studie heeft licht geworpen op hoe planten zich aanpassen aan koude omgevingstemperaturen en vorst. Uit het onderzoek, uitgevoerd door een team wetenschappers van de Universiteit van Cambridge, bleek dat planten een combinatie van fysiologische en biochemische veranderingen gebruiken om te overleven in koude omstandigheden.

De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Plants, concentreerde zich op een specifiek type plant genaamd Arabidopsis thaliana, een kleine bloeiende plant die vaak wordt gebruikt als modelorganisme in de plantenbiologie. De onderzoekers stelden Arabidopsis-planten bloot aan een reeks koude temperaturen, van 4 graden Celsius (39 graden Fahrenheit) tot -8 graden Celsius (18 graden Fahrenheit), en analyseerden vervolgens de veranderingen die optraden in de genexpressie, eiwitniveaus en metabolietenconcentraties.

De onderzoekers ontdekten dat de planten op koude temperaturen reageerden door een aantal veranderingen aan te brengen, waaronder:

* Verhoging van de productie van antivrieseiwitten, die de vorming van ijskristallen in de cellen van de plant helpen voorkomen.

* Het produceren van meer oplosbare suikers, die helpen de celmembranen van de plant te beschermen tegen schade veroorzaakt door bevriezing.

* Het afbreken van zetmeel tot glucose, waardoor de plant energie krijgt om te overleven in koude omstandigheden.

* Het verhogen van de productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS), dit zijn moleculen die plantencellen kunnen beschadigen, maar ook een rol spelen bij signaal- en verdedigingsreacties.

De onderzoekers ontdekten ook dat de reactie van de planten op koude temperaturen werd beïnvloed door de duur van de blootstelling aan koude. Kortdurende blootstelling aan koude (tot 24 uur) veroorzaakte een andere reeks veranderingen in genexpressie en eiwitniveaus dan langdurige blootstelling aan koude (meer dan 24 uur).

De studie levert nieuwe inzichten op in de moleculaire mechanismen die planten gebruiken om zich aan te passen aan koude omstandigheden. Deze informatie zou kunnen worden gebruikt om nieuwe strategieën te ontwikkelen om de koudetolerantie van gewassen en andere planten te verbeteren, waardoor ze beter bestand zijn tegen klimaatverandering.

"Onze studie biedt een uitgebreid overzicht van de veranderingen die optreden in Arabidopsis-planten als reactie op koude temperaturen", zegt professor Alison Smith, een van de hoofdonderzoekers van het onderzoek. "Deze informatie zal ons helpen begrijpen hoe planten overleven in koude klimaten, en zou kunnen leiden tot nieuwe manieren om de koudetolerantie van gewassen te verbeteren."