Potrivit AgTechNews. oamenii de știință au descoperit un semnal genetic special, care permite culturilor să preia mai mulți nutrienți din sol, fără a avea nevoie de atât de mult îngrășământ chimic.

Excesul dăunează

Producția majorității culturilor majore se bazează pe îngrășăminte cu nitrați și fosfat. Dar utilizarea excesivă a îngrășămintelor dăunează mediului. Folosirea unor niveluri ridicate de îngrășăminte obișnuite pe pajiști reduce la jumătate numărul de polenizatori și reduce drastic numărul de flori, tocmai au descoperit cercetări din cele mai lungi studii ecologice din lume (experimentul Park Grass de la Rothamstead Research).

Oamenii de știință cred că, dacă am putea folosi relații reciproc avantajoase între rădăcinile plantelor și microbii din sol pentru a îmbunătăți absorbția de nutrienți, atunci am putea reduce utilizarea îngrășămintelor anorganice.

Cercetătorii de la Centrul John Innes din Marea Britanie au descoperit acum o mutație a unei gene a leguminoasului Medicago truncatula, care reprogramează capacitatea de semnalizare a plantei, astfel încât să îmbunătățească parteneriatele cu bacteriile fixatoare de azot numite rizobie și ciuperci de micoriză arbusculară (AMF) care furnizează rădăcinile cu fosfor.

Acest tip de parteneriat, cunoscut sub numele de endosimbioză, în care un organism există în altul, permite plantelor de leguminoase să capteze nutrienții din sol prin intermediul microbilor, în schimbul zaharurilor.

O barieră

O barieră în calea utilizării pe scară largă a parteneriatelor endosimbiotice în agricultură este că acestea apar de preferință în soluri sărace în nutrienți, în conflict cu condițiile agriculturii intensive.

În studiul, care apare în Nature, experimentele au arătat că mutația genei într-o cale de semnalizare a calciului îmbunătățește endosimbioza în condițiile agricole.

În mod emoționant, echipa a folosit abordări genetice pentru a arăta că aceeași mutație genică în grâu îmbunătățește colonizarea de către AMF și în condiții de câmp.

Descoperirile reprezintă o descoperire interesantă în ambiția de lungă durată de a folosi parteneriate endosimbiotice îmbunătățite ca alternative naturale la îngrășămintele anorganice în culturile majore, inclusiv cerealele și leguminoasele.

„Descoperirile noastre au un mare potențial pentru promovarea agriculturii durabile. Este neașteptat și interesant faptul că mutația pe care am identificat-o îmbunătățește endosimbioza în condițiile agricole, deoarece oferă potențialul de producție durabilă a culturilor folosind endosimbioți, alături de utilizarea redusă a îngrășămintelor anorganice”, a spus dr. Myriam Charpentier, biolog molecular la Centrul John Innes.

„Descoperirea contribuie în mare măsură la cercetarea privind semnalizarea calciului, oferind în același timp o soluție de tranziție către o producție mai durabilă a culturilor importante din punct de vedere economic.”

Decodificarea mecanismului

Cercetările anterioare ale grupului de cercetători ai lui Charpentier au arătat că semnalizarea calciului în nucleele celulelor radiculare este esențială pentru stabilirea endosimbiozei rădăcinilor cu bacterii utile fixatoare de azot și AMF.

Acest studiu decodifică acel mecanism cheie de semnalizare, arătând modul în care oscilațiile calciului reglează producția de compuși numiți flavonoide care îmbunătățesc endosimbioza.

„Descoperirea noastră subliniază importanța științei fundamentale în abordarea provocărilor societale”, a concluzionat dr. Charpentier.

Endosimbioza rădăcină este foarte benefică pentru plante, crescând absorbția de nutrienți și rezistența la stres. Există o nevoie tot mai mare de a dezvolta culturi cu randament ridicat, rezistente la boli și de a reduce utilizarea îngrășămintelor pentru a proteja mediul, precum și pentru a reduce costurile pentru fermieri.

Combinarea rezistenței la boli și a rezistenței la climă cu asimilarea eficientă a nutrienților prin asocierea îmbunătățită cu microorganismele simbiotice este un element cheie al acestei ambiții. (Foto: Freepik)