Lepsze przyswajanie fosforanu przez rośliny uprawne Niedobory fosforu ograniczają plony rolne na 40% gruntów uprawnych na całym świecie, w tym w Europie. W ramach finansowanej przez UE inicjatywy zbadano, w jaki sposób można zwiększyć przyswajalność fosforanów przez rośliny uprawne. Zmiana klimatu i środowisko © Shutterstock Fosfor to pierwiastek kluczowy dla wzrostu roślin, zaangażowany w szereg ważnych funkcji. Niska dostępność fosforu nieorganicznego (Pi) stanowi główne ograniczenie w wielu niskonakładowych systemach rolnych na świecie. Dlatego powstał projekt IMPACT (Improved millets for phosphate acquisition and transport), finansowany przez UE, którego celem jest zwiększenie efektywności zużycia fosforanu przez ważną roślinę uprawną o nazwie włośnica ber (Setaria italica). W przyswajanie Pi z gleby i jego dystrybucję w organizmie rośliny zaangażowanych jest kilka rodzin białek transportu błonowego, znanych jako PHt1. Zespół projektu IMPACT scharakteryzował białka PHt1 u S. italica, aby przekonać się, czy poziom ekspresji lub powinowactwo do substratu to skuteczny sposób na zwiększenie efektywności przyswajania fosforanu. Na obojętnym podłożu pozbawionym składników odżywczych (perlicie) wyhodowano łącznie 54 różne genotypy S. italica, którym podano roztwór o niskiej lub bardzo wysokiej zawartości Pi. Przeprowadzono rozległe fenotypowanie sadzonek dla obu stężeń Pi. Na podstawie genotypu stwierdzono dobrą zmienność fenotypową zarówno dla niskiego, jak i wysokiego poziomu, przy czym genotyp 1851 charakteryzował się najlepszą odpowiedzią na niski poziom Pi. Wydajność ziarna różnych odmian S. italica przeanalizowano, hodując je w naturalnej glebie o niskim i wysokim stężeniu Pi. Przyjrzano się również kilku cechom roślin, a odpowiedź genotypu 663 na niską zawartość Pi w glebie okazała się najlepsza. Genotyp 1851, który dał najlepsze rezultaty w ramach prób szklarniowych, sprawdził się równie dobrze w warunkach terenowych. Badacze wykorzystali 26 markerów prostych sekwencji powtórzonych włośnicy ber, by odkryć genetyczny polimorfizm i znaleźć pośród genotypów marker związany z efektywnością przyswajania fosforanu. Zaobserwowano, że marker SIGMS4692 ma największe znaczenie pod względem cech związanych z niską tolerancją na Pi u S. italica. Włośnicę ber połączono także z członkami rodziny PHt1 dzikiego typu, a następnie wyselekcjonowano mutanty, które przetestowano pod kątem wydajności przy różnych poziomach fosforanu. Transportery SiPHT1;2 i SiPHT1;7 wykazały wyższy wzrost bliższy temu uzyskanemu za sprawą dodatniej kontroli PHO84 w warunkach niskiej zawartości Pi. Badania molekularne przeprowadzone przez zespół projektu IMPACT pomogą zwiększyć efektywność przyswajania fosforanu przez S. italica i podnieść wydajność innych roślin uprawnych, przyczyniając się w ten sposób do zwiększenia zrównoważoności rolnictwa przy ograniczonej podaży syntetycznych nawozów fosforanowych. Słowa kluczowe Fosforan, rośliny uprawne, fosfor nieorganiczny, włośnica ber, Setaria italica, PHt1
