Sprawa ma ogromne znaczenie, zwłaszcza w czasie, gdy mówi się o rekordowej suszy w Polsce. Wszystko wskazuje na to, że deficyt wody w glebie będzie w tym roku na historycznie wysokim poziomie. Pisaliśmy o tym TUTAJ.
Wzmocnić system obronny roślin
Anita Kruk z Biura Promocji SGGW wyjaśnia, że rośliny doświadczają różnego rodzaju stresów – może to być stres abiotyczny (wysoka temperatura, susza, nieodpowiednie zasolenie, wiatr, przymrozki) oraz biotyczny (bakterie, wirusy, grzyby, owady, zwierzęta, a nawet człowiek).
To są czynniki, które mogą negatywnie wpływać na kondycję rośliny. Długie oddziaływanie tych czynników może spowodować wystąpienie reakcji polegającej na przystosowaniu się rośliny do nowych warunków i nabycie odporności, ale może doprowadzić również do śmierci.
Każda roślina posiada swój indywidualny system obronny, który naukowcy z SGGW postanowili wzmocnić, szukając na to odpowiedniej metody.
– Aktualnie zajmuję się, wraz z dr Justyną Fidler i dr inż. Małgorzatą Nykiel z Katedry Biochemii i Mikrobiologii Instytutu Biologii SGGW oraz dr hab. Dominiką Boguszewską-Mańkowską z Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin – PIB, ziemniakiem i odpowiedzią jego systemu obronnego na suszę, temperaturę i kombinację tych stresów – mówi dr Marta Gietler z Katedry Biochemii i Mikrobiologii Instytutu Biologii SGGW.
Uruchamiany jest cały system białek
Dr Gietler podkreśla, że interesują ją przede wszystkim badania proteomiczne, czyli badania nad białkami, które są kluczowe w odpowiedzi rośliny na stres.
– Z badań wyszło bardzo ciekawe odkrycie. Okazuje się, że w przypadku ziemniaka odpowiedź jest związana ściśle z chloroplastami – organellami, które umożliwiają cały czas fotosyntezę. Wtedy kiedy ziemniak (część zielona) przeprowadza fotosyntezę, produkuje cukry, które potem transportowane są do bulw. I tak powstaje odpowiedni plon – zaznacza naukowczyni.
Zauważa, że o ile w przypadku badań nad pszenicą wyszło, że w wyniku stresu roślina przede wszystkim dba o to, żeby produkować więcej energii, żeby mieć siłę na walkę, o tyle ziemniak radzi sobie inaczej.
– On skupia się na tym, żeby chronić chloroplasty, żeby cały czas zachodziła synteza cukru, który potem w postaci skrobi będzie znajdował się w tej części rośliny, którą nazywamy ziemniakiem (prawidłowo – bulwami). W tym procesie uruchamiany jest cały system białek opiekuńczych tzw. czaperonów, które chronią chloroplasty. Dzięki temu fotosynteza prowadzona jest z maksymalną wydajnością, na jaką ziemniak może sobie pozwolić – podkreśla dr Marta Gietler z Katedry Biochemii i Mikrobiologii Instytutu Biologii SGGW.
Wysoka cena robi różnicę
W celu ochrony chloroplastów naukowcy z SGGW przetestowali kwas abscysynowy (ABA), który jest syntetycznym hormonem roślinnym regulującym stres. Hormon został dodany do pożywki, na której rośliny rosły.
Okazało się, że dzięki temu ziemniaki lepiej zniosły stres wywołany suszą. Niestety, minusem tego produktu jest wysoka cena, co nie jest dobrym rozwiązaniem w przypadku rolnictwa, aczkolwiek możliwym.
Kolejnym produktem, który przetestowali naukowcy była woda utleniona (H2O2). Ona także okazała się dobrym rozwiązaniem i do tego w przystępnej cenie. W tym przypadku produkt jest bardziej dostępny i można byłoby go stosować na duże powierzchnie pól uprawnych.
Obiecujące wyniki, ale jeszcze nie finał
Co ciekawe, zarówno ABA, jak i H2O2 są naturalnymi mediatorami odpowiedzi na stres u roślin. Ekspozycja ziemniaka na te czynniki sprawia, że potem, po wystąpieniu właściwego stresu, jest on w stanie szybko uruchomić mechanizmy odpornościowe. Szybsza reakcja wiąże się z lepszą tolerancją stresu i większą szansą na przetrwanie.
– Prowadzimy badania nad wykorzystaniem również innych substancji – mówi dr Gietler i dodaje: – Należy pamiętać, że odpowiedni dobór jest ważny, ponieważ, to co jest bezpieczne dla rośliny, niekoniecznie bezpieczne jest dla człowieka. A z racji tego, że w naszych badaniach chodzi o rośliny uprawne to na dodawane substancje zwracamy szczególną uwagę. Na chwilę obecną mamy obiecujące wyniki badań w przypadku ziemniaków, hormonu ABA oraz wody utlenionej. Ale badania nadal trwają.
kz, SGGW
