System wczesnego ostrzegania o złej kondycji upraw
Zmiana klimatu powoduje coraz częstsze fale upałów, susze i inne ekstremalne zdarzenia pogodowe, które zagrażają europejskiej produkcji roślinnej. Jednym z poważnych problemów, z jakimi zmaga się rolnictwo, jest stres roślin, który powoduje osłabienie kondycji upraw, a co za tym idzie – obniżenie wydajności plonów. Coraz częstszą plagą stają się również szkodniki i choroby, co dodatkowo potęguje zagrożenia ze strony klimatu. Sytuacja ta niesie ze sobą poważne skutki gospodarcze, ponieważ rolnictwo ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa żywnościowego i dobrobytu. Pod względem środowiskowym stres roślin przyczynia się do utraty różnorodności biologicznej, ograniczenia sekwestracji dwutlenku węgla i nasilenia erozji gleby, wpływając tym samym na zdrowie całych ekosystemów. „Skuteczniejszy monitoring ma ogromne znaczenie dla realizacji unijnych inicjatyw promujących zrównoważone rolnictwo”, wyjaśnia Panagiotis Nikolaou Moschou, profesor nadzwyczajny w dziedzinie molekularnej fizjologii roślin w Fundacji Badań i Technologii – Hellas. Dostępne metody monitorowania, które często opierają się na obserwacji zmian w wyglądzie roślin, nie są w stanie wykryć stresu fizjologicznego na tyle wcześnie, aby rolnik mógł na czas podjąć odpowiednie kroki. Co więcej, zbieranie próbek uszkodzonych roślin i analizowanie ich w laboratorium może być również czasochłonne. Naukowcy zaangażowani w projekt PANTHEON, finansowany w ramach programu działań „Maria Skłodowska-Curie”, opracowali nową metodę monitorowania zdrowia roślin, łączącą teledetekcję ze spektroskopią – techniką, która umożliwia śledzenie zmian w widmie elektromagnetycznym. „Nasz projekt ma na celu zrewolucjonizowanie ochrony roślin uprawnych dzięki wcześniejszemu wykrywaniu stresu roślin”, mówi Moschou.
Nowe techniki monitorowania
Przeprowadzone przez zespół badania laboratoryjne umożliwiły identyfikację obiecujących celów dla hodowli roślin, a także odkrycie wcześniej niedocenianych niewielkich elementów komórek roślinnych, które wykazują niezwykłą zdolność do szybkiego reagowania na zagrożenia środowiskowe. Składają się one zarówno z białek, jak i RNA i potrafią reagować w sposób specyficzny dla różnych czynników stresogennych. „To znaczące odkrycie nie tylko pogłębiło naszą wiedzę na temat mechanizmów reagowania roślin na stres, ale także odegrało istotną rolę w pozyskaniu dalszego finansowania, w tym prestiżowego grantu Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN), który umożliwił nam rozszerzenie naszych kluczowych badań”, zauważa Moschou.
Szkolenie dla zaawansowanych naukowców
Zakres projektu PANTHEON obejmował również komponent edukacyjny, w ramach którego możliwa była wymiana pracowników naukowych między organizacjami badawczymi. Oddelegowanie do pracy w innej instytucji było dla naukowców na zaawansowanym etapie kariery szansą na poznanie różnorodnych środowisk badawczych. „Doświadczenia te okazały się kluczowe dla poprawy ich perspektyw zawodowych, a kilku uczestników otrzymało później stanowiska badawcze za granicą”, podkreśla Moschou. Ponadto była to dla uczonych szansa na poszerzenie swoich horyzontów naukowych i międzynarodową współpracę, gdzie jednocześnie mogli zdobyć umiejętności i kontakty zawodowe niezbędne do rozwoju w konkurencyjnym międzynarodowym środowisku badawczym. „Fakt, że program umożliwił naukowcom rozpoczęcie międzynarodowej kariery, podkreśla jego znaczącą rolę w ukształtowaniu wysoko wykwalifikowanych specjalistów w tej dziedzinie”, dodaje Moschou.
System wczesnego ostrzegania do ochrony europejskich upraw
Zespół pracuje obecnie nad systemem wczesnego ostrzegania, który będzie w stanie rejestrować zmiany zachodzące na poziomie komórkowym w roślinach na polach uprawnych. W efekcie umożliwi to rolnikom i doradcom rolniczym podejmowanie odpowiednich działań na czas, w tym dostosowywanie nawadniania, stosowanie ukierunkowanych zabiegów lub wdrażanie innych środków zapobiegawczych, które zminimalizują wpływ stresu na wysokość plonów. „Ostatecznie takie proaktywne podejście do zarządzania uprawami przyczyni się do poprawy bezpieczeństwa żywnościowego i stabilności ekonomicznej w europejskim sektorze rolnym”, podsumowuje Moschou.
Słowa kluczowe
PANTHEON, roślina, zdrowie, monitorowanie, komórki, system wczesnego ostrzegania, uprawy, szkolenie
