Nová cesta k efektivnímu využívání dusíku a udržitelnému pěstování brambor
27.1.2025 | Kristýna Kliková
V současné době svět čelí stále větším výzvám, jako je změna klimatu, růst populace i potravinová bezpečnost. Vědci se proto stále častěji obracejí k řešením prostřednictvím genetických úprav, které mohou zvýšit odolnost plodin a částečně přispět k řešení potravinové bezpečnosti, zejména v případě základních plodin, jako jsou brambory.
Nová studie, vedená Salomé Prat a její skupinou z Centra pro výzkum zemědělské genomiky (CRAG) v Barceloně, přináší nové poznatky o roli genu StCDF1 v efektivitě využívání dusíku u brambor (Solanum tuberosum). Na studii spolupracovala i skupina Christiana Bachema z Univerzity ve Wageningenu (WUR), která přispěla k rozšíření znalostí o genu StCDF1, přesahujících jeho dosud známou funkci hlavního regulátoru tvorby hlíz v závislosti na délce fotoperiody - dne.
Tvorba hlíz je adaptivní strategií brambor, která jim umožňuje přežití zimy. Předchozí studie ukázaly, že tvorba hlíz u planě rostoucích brambor je závislá na délce dne a teplotě. Kratší dny a nižší teploty mají pozitivní vliv na tvorbu hlíz, která proto probíhá nejvíce v zimním období. U moderních odrůd brambor s mutacemi je však tato vlastnost potlačena.
Adaptace na délku dne, která ovlivňuje tvorbu hlíz, je známá již dlouho a souvisí s pěstováním brambor v Evropě, kde vznikly časně dozrávající odrůdy nesoucí jednu nebo více kopií těchto alel. Tyto přítomné mutace přispívají ke stabilizaci faktoru StCDF1, který hraje klíčovou roli při regulaci délky dne.
Studie dále ukázala, že gen StCDF1 neovlivňuje pouze tvorbu hlíz, ale přímo řídí expresi dalších genů zapojených do asimilačních drah a transportu dusíku. Gen StCDF1 dokáže navázat promotorovou oblast enzymu nitrátreduktasy, která určuje rychlost přeměny dusičnanů v buňce. Zajímavým zjištěním je, že brambory mají na rozdíl od většiny rostlin pouze jednu kopii tohoto genu, což jim umožňuje efektivněji využívat dusičnany.
Výzkum tak ukazuje, že gen StCDF1 má dvojí roli – nejen při regulaci tvorby hlíz, ale i při řízení asimilačních drah dusíku. Tento objev otevírá cestu k udržitelným a vysoce výnosným zemědělským postupům, které by mohly být efektivnější ve využívání dusíku. Kromě toho by šlechtitelé mohli využít těchto poznatků k vývoji nových odrůd brambor, které by byly méně závislé na chemických hnojivech, přičemž určité množství dusičnanů by bylo zajištěno přirozeně.
Zdroje: