36.5: Reakcje na susze i powodzie

Woda odgrywa znaczącą rolę w cyklu życia roślin. Jednak niewystarczająca lub nadmiarowa ilość wody może być szkodliwa i stanowić poważne zagrożenie dla roślin.

W normalnych warunkach woda pobierana przez roślinę odparowuje z liści i innych części w procesie zwanym transpiracją. W czasach stresu związanego z suszą woda, która paruje w wyniku transpiracji, znacznie przewyższa wodę wchłoniętą z gleby, powodując więdnięcie roślin. Ogólną reakcją roślin na stres związany z suszą jest synteza hormonu kwasu abscysynowego, który utrzymuje aparaty szparkowe zamknięte i zmniejsza transpirację. Dodatkowo rośliny mogą reagować na skrajny niedobór wody poprzez zrzucanie liści. Metoda ta zmniejsza jednak fotosyntezę, a w konsekwencji hamuje wzrost roślin.

Łagodzenie stresu związanego z suszą w roślinach przez drobnoustroje

Stres związany z suszą ogranicza wzrost i produktywność roślin w regionach suchych i półsuchych. Jednak niektóre drobnoustroje obecne w pobliżu roślin mogą uwalniać sygnały fizyczne i chemiczne, które wywołują zmiany związane z obroną roślin w warunkach suszy. Na przykład doniesiono, że bakteria glebowa Paenibacillus polymyx indukuje tolerancję na suszę u Arabidopsis. Najbardziej znaczący wpływ tej bakterii zaobserwowano we wzroście roślin strączkowych w warunkach stresu wodnego. Rośliny strączkowe są zależne od rhizobium glebowego do wiązania azotu – ale ryzobie są niezwykle wrażliwe na stres związany z suszą, co skutkuje bardzo niskim wiązaniem azotu. Jednak gleba zmieszana z P. polymyx spowodowała zwiększone wiązanie azotu przez rhizobium i zwiększony wzrost rośliny fasoli.

Nadmiar wody jest równie zgubny dla roślin, jak brak wody. Zbyt dużo wody może udusić rośliny, zmniejszając przestrzenie powietrzne w glebie, ograniczając w ten sposób tlen potrzebny do oddychania komórkowego. Niektóre gatunki roślin drzewiastych reagują na warunki powodziowe, rozwijając przerostowy wzrost, który objawia się obrzękiem tkanek u podstawy łodygi. Ten hipertroficzny wzrost może pomóc w dyfuzji tlenu w dół, a także w potencjalnym uwalnianiu toksycznych związków (dwutlenku węgla, metanu i etanolu) powstałych w wyniku metabolizmu beztlenowego. Inne reakcje adaptacyjne na stres powodziowy obejmują tworzenie się korzeni przybyszowych, wzrost porowatości korzeni poprzez wyspecjalizowane komórki zwane komórkami aerenchymy oraz korkowatą egzodermę, aby zapobiec utracie tlenu.