Dla rolnictwa przyszłości

0

Ludzie od wieków korzystają z dobrodziejstw, jakie dają im rośliny. Niestety w wyniku zachodzących zmian klimatycznych i innych czynników cywilizacyjnych pojawia się potrzeba odpowiedniego podejścia do ich uprawy i ochrony. Naukowcy z Instytutu Fizjologii Roślin im. Franciszka Górskiego PAN (IFR PAN) dbają o to, aby rośliny uprawne prawidłowo się rozwijały, były odporne na czynniki atmosferyczne i przynosiły właściwe plony.

Jednostka zajmuje się biologią roślin na wszystkich możliwych poziomach: rośliny, organu, komórki, a także całego łanu. – Jesteśmy fizjologami roślin uprawnych i naszym celem jest zwiększenie plonu rolniczego oraz podniesienie jego jakości – wyjaśnia dr hab. Franciszek Janowiak z Zakładu Ekofizjologii. Głównym nurtem badań jest poznanie mechanizmu odporności na stres u roślin, a więc sposobu, w jaki gatunki funkcjonują w nieoptymalnych warunkach. Instytut zajmuje się także uzyskiwaniem nowych linii do wytwarzania odmian we współpracy z hodowcami. Misja ta realizowana jest przez różne kierunki badań zakładów.

Zakład Ekofizjologii IFR PAN, którym kieruje prof. Janowiak, zajmuje się zintegrowaną fizjologią ważnych roślin uprawnych w aspekcie całego organizmu, organów i procesów biochemicznych oraz ich interakcją z warunkami otoczenia. Główne problemy badawcze to funkcjonowanie roślin w niekorzystnych warunkach stresu abiotycznego – niska i wysoka temperatura, deficyt i nadmiar wody w glebie – oraz uwarunkowania optymalnego wykorzystania wody przez rośliny. W szczególności bada rolę systemu korzeniowego, fitohormonu kwasu abscysynowego (ABA), związków fenolowych i małocząsteczkowych antyoksydantów w ww. procesach.

Za badanie fotosyntezy u roślin odpowiedzialna jest prof. dr hab. Ewa Niewiadomska z Zakładu Biologii Stresu, której specjalizacją jest badanie tego procesu w kontekście strategii odpornościowych, czyli zdolności gatunków do przystosowania się do niekorzystnych warunków środowiskowych. W zakładzie pracuje także dr hab. Ireneusz Ślesak, który zajmuje się bardziej teoretycznymi zagadnieniami z zakresu badań podstawowych, a skupiają się one na roli pierwszych organizmów na ziemi, które zaczęły wytwarzać tlen. Poznanie prastarych mechanizmów powstawania stresu oksydacyjnego pozwala dziś lepiej badać odpowiedzi roślin na warunki stresowe. Naukowca interesuje kiedy pojawiła się na Ziemi fotosynteza tlenowa, oraz jaką pełniła rolę na późniejszych etapach ewolucji życia.

Praca kolejnego Zakładu – Biologii Komórki – skupiona jest wokół produkcji tzw. podwojonych haploidów. – Wykorzystujemy zjawisko totipotencji komórek, umożliwiające odtworzenie całego organizmu roślinnego z pojedynczej komórki – opisuje dr hab. inż. Iwona Żur. – Na tej drodze wytwarzania nowych odmian roślin uprawnych skracamy proces hodowli z kilku do nawet jednego roku. Już w pierwszym pokoleniu roślin możemy dokonywać selekcji pod względem jakości plonu i innych pożądanych cech – dodaje dr hab. inż. Edyta Skrzypek  z Zakładu Biotechnologii. 

Ważną jednostką Instytutu jest Zakład Biologii Rozwoju, którym kieruje dr hab. inż. Anna Janeczko. Prace Zakładu koncentrują się na badaniach gospodarki hormonalnej i jej znaczenia w odporności roślin na czynniki stresowe, ich rozwoju oraz plonowaniu: Skutki stresu temperaturowego (jakim np. jest mróz) są szczególnie niebezpieczne, gdyż wystąpić może spadek plonu lub nawet zamieranie całych upraw.” – mówi naukowiec. W ramach obszaru swojej specjalizacji dr Janeczko prowadzi ważne badania naukowe, czego przykładem jest grant realizowany dzięki dofinansowaniu z Narodowego Centrum Nauki. W projekcie “Mutanty jęczmienia z zaburzeniami syntezy i percepcji brasinosteroidów w badaniach stresu temperaturowego”  naukowiec bada rolę hormonów steroidowych w rozwoju i odporności na stres środowiskowy tego ważnego gospodarczo gatunku. Podobnie, jak u człowieka hormony steroidowe pełnią istotną rolę w regulacji metabolizmu roślin. Roślinne hormony steroidowe zwane są brasinosteroidami i pomagają zabezpieczać komórki przed skutkami stresu. Wyjaśnienie sposobu w jaki działają, interesuje wielu naukowców na całym świecie. Brasinosteroidy mogą w przyszłości znaleźć zastosowanie do ochrony upraw przed działaniem przejściowych przymrozków lub okresowej suszy. W ramach projektu dr Janeczko stara się odpowiedzieć między innymi na pytania: jak w wyniku niedoboru brasinosteroidów zmienia się wrażliwość roślin na wysokie i niskie temperatury, czy w warunkach działania na rośliny różnych temperatur brasinosteroidy są potrzebne do prawidłowego funkcjonowania błon (barier ochronnych) otaczających komórki oraz w jaki sposób brasinosteroidy odpowiadają za produkcję specjalnych ochronnych białek zwanych białkami szoku cieplnego.

Za to przedsięwzięcie pani doktor została nominowana do tegorocznej edycji Polskiej Nagrody Inteligentnego Rozwoju w kategorii „Naukowiec Przyszłości”.

Jakub Maksymowicz

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Wpisz komentarz!
Wprowadź swoje imię

*