Az Agrártudományi Kutatóközpont (Martonvásár) és a Vishva Bharati Egyetem (Santiniketan, India) 3 és fél éves (2016. 07. 01.–2019. 12. 31.) közös kutatási pályázatában azt vizsgálták, hogy az eltérő szárazságtűrésű búza- és rizsfajták szárazságtűrését hogyan befolyásolja a fény spektrális összetétele és a megvilágítás erőssége. Mivel a vízhiány jelentős terméskiesést okoz, ezért fontos az annak a károsító hatását mérséklő élettani, biokémiai és molekuláris biológiai folyamatok felderítése és megértése. A kutatási program megvalósítását a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal 29 253 748 Ft-tal támogatta.
A kísérletek célja annak kiderítése volt, hogyan hat a fény erőssége (gyenge, normál, erős) és spektruma (kék, vörös és távoli vörös fény arányának változtatása) a búza és rizs szárazságtűrésére. A magyar és indiai fél egymást kiegészítő módszertani tudása és infrastrukturális lehetőségeinek kombinálása lehetővé tette a tervezett kísérletek eredményes elvégzését.
A szárazságstressz következményeként ozmotikus és oxidatív stressz alakul ki. Az ozmotikus stressz elleni védekezésben a szabad aminosavak közül fontos szerepet játszik a prolin, melynek mennyisége különböző módon emelkedett az eltérő stressztűrésű búza- és rizsfajtákban. A változások mértékét jelentősen befolyásolta az alkalmazott fény erőssége és spektruma. Az oxidatív stressz káros hatásainak csökkentésében az antioxidáns rendszer tölt be jelentős szerepet. Ennek egyik fontos alkotója az aszkorbát-glutation-ciklus, mely anyagcseretermékeinek mennyisége és enzimjeinek aktivitása jobban emelkedett szárazság hatására erős és távoli vörös fényen a többi fényviszonyhoz viszonyítva.
Ezen paraméterek szintje nagyobb volt a szárazságtűrő fajtákban az érzékenyekhez képest. Számos vizsgált enzim és anyagcseretermék esetében sikerült kimutatni, hogy a megfigyelt változásokat a megfelelő gének stressz-indukálta aktiválása idézte elő. Egyes esetekben eredményeink jelezték a mikroRNS-ek génkifejeződésre kifejtett szabályozó hatását is. Összefüggést találtunk a tanulmányozott élettani (növekedés, fotoszintézis, membránsérülés), biokémiai (antioxidáns, szabad aminosav, poliamin) és molekuláris biológiai (mRNS, miRNS) paraméterek változásai közt.
A kapott eredményeket 3 nemzetközi folyóiratban megjelent cikkben, 1 hazai és 5 nemzetközi konferencián mutattuk be. Ezek elméleti szempontból azért jelentősek, mivel hozzájárulnak a kedvezőtlen környezeti körülményekhez történő alkalmazkodás jobb megértéshez. A különböző vizsgált paraméterek közti összefüggések alapján eddig ismeretlen szabályozási mechanizmusok azonosíthatók, mely ismeretek birtokában új kutatási irányvonalak indíthatók. A stressztűréssel összefüggést mutató élettani, biokémiai és molekuláris biológiai jellemzők azonosítása a növénynemesítés számára lehet fontos az új, ellenállóbb fajták jövőbeli kiválasztása szempontjából. A pályázat hozzájárult a kísérletekbe bevont fiatal kutatók szakmai fejlődéséhez, kiindulási alapul szolgál egy most kezdődő NKFI-pályázathoz és az indai kutatókkal való további együttműködéshez.
A projektről további információt a www.mta-atk.hu honlapon olvashatnak
Forrás: Magyar Mezőgazdaság