Oamenii de știință ai Universității din California au descoperit date genetice care vor ajuta culturile alimentare, cum ar fi roșiile și orezul, să supraviețuiască perioadelor mai lungi și mai intense de secetă.
Pe parcursul ultimului deceniu, echipa de cercetare a încercat să creeze un atlas molecular al rădăcinilor culturilor, unde plantele detectează mai întâi efectele secetei și ale altor amenințări asupra mediului. Procedând astfel, au descoperit gene pe care oamenii de știință le pot folosi pentru a proteja plantele de aceste stresuri.
Munca lor a atins un grad ridicat de înțelegere a funcțiilor rădăcinii, deoarece a combinat date genetice din diferite celule ale rădăcinilor de roșii cultivate atât în interior, cât și în exterior.
„În mod frecvent, cercetătorii fac experimente de laborator și de seră, dar fermierii cultivă plante pe teren, iar aceste date analizează și probele de teren”, a spus Neelima Sinha, profesor de biologie vegetală al UC Davis și coautor al lucrării.
Datele au dat informații despre gene care ajută planta în câteva operațiuni cheie. Xilemele sunt vase goale, asemănătoare unei țevi, care transportă apă și substanțe nutritive de la rădăcini până la lăstari. Fără transport în xilem, planta nu își poate crea propria hrană prin fotosinteză.
„Xilemul este foarte important pentru a susține plantele împotriva secetei, precum și a sării și a altor stresuri”, a spus autorul principal al studiului, Siobhan Brady, profesor de biologie vegetală la UC Davis.
La rândul lor, fără transportul mineralelor vegetale în xilem, oamenii și alte animale ar avea mai puține vitamine și substanțe nutritive esențiale pentru supraviețuirea noastră.
Al doilea set cheie de gene sunt cele care direcționează un strat exterior al rădăcinii pentru a produce lignină și suberină. Suberina este substanța cheie formată din acizi grași, care înconjoară celulele vegetale într-un strat gros și reține apa în perioadele în care planta este privată de apă.
Culturile precum roșiile și orezul au suberină în rădăcini. Oriunde apare, împiedică pierderea apei din plantă. De asemenea, lignina impermeabilizează celulele și oferă suport mecanic.
„Suberina și lignina sunt forme naturale de protecție împotriva secetei și acum, după ce au fost identificate genele care le codifică în acest strat foarte specific de celule, acești compuși pot fi îmbunătățiți”, a declarat coautorul studiului, Julia Bailey-Serres, Profesor de genetică în cadrul UC.
„Sunt încântat că am aflat atât de multe despre genele care reglementează acest strat de barieră împotriva umezelii. Este atât de important pentru a putea îmbunătăți toleranța la secetă a culturilor ”, a mai declarat Serres.
Deși acest studiu a analizat doar trei plante, echipa consideră că rezultatele pot fi aplicate mai larg. „Roșiile și orezul sunt separate de peste 125 de milioane de ani de evoluție, totuși încă vedem similitudini între genele care controlează caracteristicile cheie”, a spus Bailey-Serres. „Este posibil ca aceste asemănări să fie valabile și pentru alte culturi.”
