Wpływ stresu środowiskowego na jakość nasion
„Mimo że nasiona mają kluczowe znaczenie dla produktywności branży rolniczej i zachowania ekosystemów, wiedza na temat oddziaływania środowiska podczas rozwoju i przechowywania nasion oraz, co najważniejsze, na temat jego wpływu na jakość nasion, jest znikoma” – mówi prof. Ilse Kranner, od 2014 roku dyrektor Instytutu Botaniki na uniwersytecie w Innsbrucku. Prof. Kranner, specjalizująca się w badaniach reakcji roślin na stres środowiskowy, a zwłaszcza na skrajne warunki, otrzymała niepowtarzalną szansę udziału w unijnym projekcie ECOSEED realizowanym przez konsorcjum, które połączyło 11 posiadających udokumentowane osiągnięcia w dziedzinie biologii nasion i podobnych nauk partnerów z Austrii, Wielkiej Brytanii, Niemiec, Francji i Hiszpanii w jednym celu – zbadania reakcji nasion na stres środowiskowy. Pierwszym krokiem było opracowanie definicji „jakości nasion”: „Jakość nasiona została zdefiniowana jako »suma wszystkich cech nasiona nabytych od momentu powstania nasiona w roślinie matecznej aż do chwili zakiełkowania«” – wyjaśnia prof. Kranner. „Badane przez nas cechy jakościowe obejmowały zdolność nasion do przeżycia, ich wigor, stan uśpienia, długowieczność i starzenie się, jak również inne wskaźniki istotne dla handlarzy nasion, takie jak »masa 1000 nasion« czy liczba nasion produkowanych przez poszczególne rośliny”. Do badań wytypowano cztery gatunki: rzodkiewnik – ze względu na dużą ilość dostępnych na jego temat danych naukowych; kapustę warzywną – z powodu cech reprezentatywnych dla upraw warzywnych; jęczmień – ze względu na jego znaczenie dla światowego rolnictwa oraz słonecznik będący drugą najważniejszą (po rzepaku) rośliną oleistą w UE. Rośliny były uprawiane w trudnych warunkach (w tym wysokiej temperatury i braku wody), które w wyniku zmian klimatycznych mogą się jeszcze nasilić. Konsorcjum przeanalizowało wszystkie etapy cyklu życia nasiona: od momentu przebywania w roślinie matecznej, poprzez przechowywanie po kiełkowanie. „Do zidentyfikowania ważnych molekularnych szlaków regulatorowych i kluczowych przełączników komórkowych mediujących ścieżki wyczuwania i sygnalizowania warunków otoczenia oraz określenia ich wpływu na jakość nasion i wykształcanie się siewek wykorzystaliśmy najnowocześniejsze technologie naukowe” – twierdzi prof. Kranner. Następnie zespół zidentyfikował geny i technologie, które pozwolą przewidywać jakość nasion. W dalszej kolejności zgromadzone dane zostały dostosowane do gatunków dzikich i wprowadzone do modelu przewidywania zależności cech jakościowych nasion od czynników środowiskowych. „Markery jakości pomogą nam regularnie monitorować jakość nasion w magazynie i ułatwią wykorzystanie materiału genetycznego dzikich roślin do zwiększenia produktywności rolnictwa i ochrony ekosystemów” – z entuzjazmem opowiada prof. Kranner. „Jakość nasion to ważny wyznacznik określający możliwość długoterminowego przechowywania w suchych warunkach, co ma znaczenie nie tylko dla zachowania nasion w bankach, ale również dla rozwoju rynku międzynarodowego handlu nasionami wartego około 42 miliardów dolarów”. Oprócz tych markerów zespół ECOSEED, na zlecenie Międzynarodowego Stowarzyszenia Badania Nasion (ISTA, International Seed Testing Association), stworzył też wytyczne dotyczące postępowania z nasionami, w tym zalecenia w zakresie handlu nasionami i ochrony nasion podczas zbiorów i przechowywania, z myślą o usprawnieniu hodowli, zarządzania uprawami i ochrony. „Mamy nadzieję, że wyniki projektu wspomogą branże rolniczą i ochrony roślin. Z naukowego punktu widzenia nasze osiągnięcia pozwolą inaczej spojrzeć na wydajność materiału siewnego w naszym zmieniającym się środowisku i lepiej ją zrozumieć”. Obecnie konsorcjum rozważa realizację kolejnego projektu finansowanego przez UE w ramach działań ITN (Initial Training Network) będących częścią programu Marii Skłodowskiej-Curie. Oczekuje się, że po ogłoszeniu zaproszenia przez odpowiednie krajowe rady ds. badań naukowych partnerzy projektu ECOSEED złożą bilateralne wnioski o przyznanie funduszy na badania.
Słowa kluczowe
ECOSEED, biologia nasion, rolnictwo, produktywność, przechowywanie, rozwój nasion, jakość nasion, rzodkiewnik pospolity, kapusta warzywna, geny roślin
