Kako stvoriti usjeve otporne na sušu i koliko nam u tome pomaže primjer jedne „super biljke“?
Biljka koju mnogi smatraju korovom otkriva nam kako možemo stvoriti usjeve otporne na sušu u svijetu pogođenom klimatskim promjenama
Znanstvenici sa Sveučilišta Yale otkrivaju kako biljka tušt ili portulak (Portulaca oleracea) integrira dva različita metabolička puta za stvaranje nove vrste fotosinteze koja joj istovremeno omogućuje veliku otpornost na sušu i visoku produktivnost.
„Ova biljka sadrži vrlo rijetku kombinaciju svojstava i predstavlja određenu vrstu 'super biljke' koja bi potencijalno mogla biti korisna u nastojanjima za uzgoj usjeva otpornih na sušu“, kazala je Erika Edwards sa Sveučilišta Yale, profesorica ekologije i evolucijske biologije te glavna autorica studije, poznata po svom radu na evoluciji biljaka.
Biljke su razvile niz različitih mehanizama za poboljšanje fotosinteze, procesa kojim sunčevu svjetlost koriste za sintezu hranjivih tvari iz ugljikovog dioksida i vode. Primjerice, kukuruz i šećerna trska razvili su takozvanu C4 fotosintezu, koja im omogućuje da ostanu produktivni i pod visokim temperaturama. Sukulenti kao što su kaktusi i agave posjeduju drugu vrstu koja se naziva CAM fotosinteza, koja im omogućuje uspijevanje u pustinjama i drugim područjima s malo vode. Ove vrste fotosinteza imaju različite funkcije, ali obje koriste isti biokemijski put koji djeluje kao „dodatak“ redovnoj fotosintezi.
Ono što biljku tušt ili portulak (Portulaca oleracea) čini jedinstvenom jest to što posjeduje obje evolucijske prilagodbe, što joj omogućuje da bude visoko produktivna i vrlo otporna na sušu, a to je malo vjerojatna kombinacija za jednu biljku.
Većina znanstvenika je do sada smatrala kako C4 i CAM djeluju neovisno unutar lišća tušta. No, istraživački tim s Yalea proveo je analizu ekspresije gena unutar lišća ove biljke i otkrio da su C4 i CAM aktivnosti potpuno integrirane. Naime, otkriveno je kako djeluju u istim stanicama, s produktima CAM reakcija koje obrađuje put C4. Zbog toga ovaj sustav biljci pruža neuobičajene razine zaštite u vrijeme suše.
Istraživači su također izradili modele metaboličkog toka koji su predvidjeli pojavu integriranog C4+CAM sustava koji odražava njihove eksperimentalne rezultate. Razumijevanje ovog novog metaboličkog toka bi znanstvenicima moglo pomoći pri osmišljavanju novih načina za stvaranje usjeva koji bi bili otporni na dugotrajnu sušu, tvrde autori.
„Što se tiče inženjeringa CAM ciklusa u C4 usjeve, kao što je kukuruz, još uvijek imamo puno posla prije nego što to postane stvarnost“, rekla je Erika Edwards. „No, dokazali smo da se dva puta mogu učinkovito integrirati te da su C4 i CAM kompatibilniji nego što smo to dosad mislili. To nas svakako navodi na razmišljanje da postoji mnogo više C4+CAM vrsta koje tek trebaju biti otkrivene.“
- Istraživanje je objavljeno 5. kolovoza u časopisu Science Advances.
S.F. / Ekovjesnik