A Stanford Egyetem friss kutatása genetikai útvonalakat azonosított a kukoricában, amelyek meghatározzák, hogyan képesek a növények gyökerei elágazni a talajban, hogy elérjék a vízforrásokat.
Nagy jelentőségű felfedezés - harc az aszállyal
A mérsékelt égövi régiókhoz – például az Egyesült Államokhoz – alkalmazkodott fajták jelentős eltéréseket mutattak a víz irányába történő gyökérnövekedés terén, ami kulcsszerepet játszhat a szárazságtűrőbb kukoricanövények nemesítésében.
A tanulmány, amely a Science folyóiratban jelent meg, genetikai mechanizmusokat tár fel arra vonatkozóan, hogy a kukorica miként érzékeli és követi a vízforrásokat a talajban. A kutatók felfedezték, hogy az etilén nevű növényi hormon – amely a banán éréséért is felelős – jelentős szerepet játszik abban, hogy a gyökerek miként reagálnak a talaj nedvességtartalmára.
José Dinneny, a kutatás vezetője szerint a kukoricafajták eltérő módon használják ezt a képességet. Egyes fajták hatékonyabban képesek gyökereiket a víz irányába növeszteni, míg mások – különösen a magas hozamra nemesített amerikai fajták – ezt részben elvesztették. Ez a felfedezés kiemelt jelentőségű az éghajlatváltozás miatt egyre gyakoribbá váló aszályok szempontjából.
A kukoricafajták eltérő módon használják vízkereső képességüket - Fotó: Pixabay
Vízérzékeny gyökerek: eltérések a kukoricafajták között
A kutatók egy új módszert fejlesztettek ki, amely lehetővé tette 250 különböző kukoricafajta gyökérnövekedésének elemzését. Az eredmények azt mutatták, hogy a trópusi és szubtrópusi területeken termesztett fajták – például a mexikói kukoricák – rendkívül hatékonyan képesek gyökereiket a nedves területek felé irányítani, miközben elkerülik a száraz részeket.
Ezzel szemben az észak-amerikai mérsékelt égövi kukoricafajták gyökerei többnyire véletlenszerűen ágaznak el, anélkül hogy aktívan követnék a víznyomokat a talajban. Ez arra utal, hogy az ipari termesztésre szánt modern kukoricafajták esetében a magas hozamú nemesítés során háttérbe szorulhatott a gyökérzet vízkereső képessége.
A kutatás megerősítette, hogy a hatékonyabb vízkereső képesség összefügg a mélyebb gyökérrendszer kialakulásával. Johannes Scharwies, a tanulmány egyik vezető kutatója szerint a növények, amelyek hatékonyabban érzékelik a víz helyét, mélyebbre növesztik gyökereiket, ami javítja a szárazságtűrő képességüket.
Szárazságtűrőbb kukoricafajták fejlesztése
A genetikai elemzések feltárták, hogy két hormon, az auxin és az etilén kulcsszerepet játszik a gyökérnövekedés szabályozásában. Az auxin serkenti a gyökerek növekedését a víz felé, míg az etilén megakadályozza a gyökerek elágazását olyan helyeken, ahol nincs elegendő víz.
Ez a felfedezés új lehetőségeket nyit a szárazságtűrő kukoricafajták nemesítésében. Scharwies szerint a gyökércsúcsok viselkedésének alaposabb megértése segíthet olyan növények kifejlesztésében, amelyek hatékonyabban alkalmazkodnak a vízhiányos környezethez.
"Minden gyökércsúcs érzékelőként működik, és képes reagálni a talajban található vízre és tápanyagokra" – magyarázta. "Ha jobban megértjük ezeket a helyi reakciókat, akkor olyan kukoricafajtákat hozhatunk létre, amelyek nagyobb eséllyel vészelik át a száraz időszakokat."
A tanulmány eredményei tehát hozzájárulhatnak a fenntartható mezőgazdasági gyakorlatok fejlesztéséhez, miközben segíthetnek a klímaváltozás hatásainak mérséklésében is.
Indexkép: Pixabay
