Използване на устойчивостта на природата за създаване на издръжливи на суша култури
„Възкръсващите“ растения като Haberlea rhodopensis и Xerophyta viscosa притежават изключителната способност да оцеляват при екстремно обезводняване на вегетативните им тъкани. Всъщност те могат да загубят до 95% от водното си съдържание и след рехидратация да възстановят нормалните си физиологични функции. Това ги прави идеални за изучаване на начините, по които културите могат да се развиват, за да оцелеят при суша.
Развитие на селското стопанство с помощта на геномиката
Проектът RESIST(opens in new window), осъществен с подкрепата на програмата „Действия „Мария Склодовска-Кюри“(opens in new window), използва модерни „-омични“ подходи, включително геномика, транскриптомика и метаболомика, за да разкрие молекулярните и генетичните основи на устойчивостта на тези растения. „Искахме драстично да увеличим наличните данни за „възкръсващите“ растения“, казва Веселин Петров, ръководител на отдела за финансиране в Центъра по растителна системна биология и биотехнология(opens in new window) (ЦРСББ) в България. „Секвенирахме геномите на един вид, ендемичен за България, и на три вида, ендемични за Южна Африка, като генерирахме огромни количества данни за анализ на големи обеми данни, транскриптомика, метаболомика и т.н.“. Като идентифицират гените и пътищата, които помагат на растенията да оцелеят и да се адаптират към условията на суша, изследователите имат за цел да прехвърлят тези характеристики към земеделските култури. „Все още сме в начален стадий, но чрез комбинирането на допълващи се подходи отваряме вратата към бъдещи приложения при селекцията на култури“, обяснява Петров. Координиран от ЦРСББ в България, проектът RESIST обедини известни институции, сред които Институтът по молекулярна физиология на растенията „Макс Планк“(opens in new window) в Германия, университетът „Бен Хурион“ в Негев(opens in new window), Израел и университетът в Кейптаун(opens in new window), Южна Африка. Това международно сътрудничество осигури цялостно изследване на устойчивостта на растенията, а в командировките участваха общо 33 изследователи.
От лабораторията към полето
Едно от основните постижения на проекта е използването на молекулярно грундиране – процес, при който културите се третират с биоактивни вещества, за да се повиши тяхната устойчивост на стрес. „Използвахме екстракт, приготвен от водорасли от Атлантическия океан, за да подобрим ефективността на културите в условия на суша“, добавя Петров. „Резултатите са многообещаващи. При нашите опити с ягодоплодни култури не само увеличихме добива, но и намалихме слънчевите петна – състояние, което влияе на пазарното качество на малините“. Знанията, придобити от „възкръсващите“ растения, ще променят правилата на играта и в селското стопанство. Чрез интегриране на устойчиви на засушаване характеристики в основните култури земеделските стопани могат да отглеждат сортове, които поддържат добивите в условия на недостиг на вода. Освен това повишаването на устойчивостта на културите допринася за устойчиви земеделски практики. Културите, устойчиви на засушаване, изискват по-малко напояване, като по този начин се пестят водните ресурси и се намалява екологичният отпечатък на селското стопанство. Това е в унисон с глобалните усилия за насърчаване на устойчиви системи за производство на храни. RESIST вече постигна значителни успехи, включително секвенирането и анотирането на три генома (Haberlea rhodopensis, Xerophyta elegans и Xerophyta humilis). Идентифицирани са и четиринадесет кандидат-гена, свързани с толерантност към изсушаване и други екстремни стресове при H. rhodopensis, като в момента се извършва функционален анализ. Допълнителни проучвания на девет култури (ечемик, домати, пипер, патладжан, картофи, маруля, малини, боровинки и лук) демонстрират повишена устойчивост на стрес и подобрени добиви при използване на молекулярния подход.
Бъдещето на земеделието
Тъй като изменението на климата е предизвикателство за селскостопанската производителност, RESIST може да предложи конкретни решения. Като се използва естествената устойчивост на „възкръсващите“ растения, проектът може да помогне за разработването на култури, които могат да се развиват добре при стрес, причинен от околната среда. Това не само спомага за осигуряването на хранителни доставки в Европа, но и насърчава устойчивите селскостопански практики, като осигурява устойчиво бъдеще на земеделието в световен мащаб. RESIST вдъхнови и по-нататъшни изследвания. „Благодарение на успеха на проекта ние участваме в два нови проекта, финансирани от ЕС, CropPrime и BOOSTER, които са насочени към повишаване на устойчивостта на растенията и оптимизиране на биостимулаторите за устойчивост на суша“, казва Петров. „Направихме първите стъпки, но работата далеч не е приключила“.
