Revoluce v zemědělství: Vědci odhalili, jak rostliny aktivují 'pojistku proti chladu' a chrání úrodu před mrazy

Nestabilní globální klima přináší stále častější a nepředvídatelné výkyvy teplot, které mají značný dopad na zemědělskou úrodu. Náhlé poklesy teplot během klíčového období kvetení způsobují nevratné poškození pylu, což snižuje výnosy základních plodin o 20 až 60 %.

Nestabilní globální klima přináší stále častější a nepředvídatelné výkyvy teplot, které mají značný dopad na zemědělskou úrodu. Náhlé poklesy teplot během klíčového období kvetení způsobují nevratné poškození pylu, což snižuje výnosy základních plodin o 20 až 60 %. Tým vědců pod vedením profesora Xu Cao z Institutu genetiky a vývojové biologie Čínské akademie věd však nyní identifikoval malý peptidový signál nazvaný RGF, který rostlinám umožňuje aktivovat „pojistku proti chladu“ a chránit úrodu před těmito náhlými mrazy.

Tento objev odhaluje signalizační osu peptid-receptor-iontový kanál, která funguje „na vyžádání“. Gen RGF, dlouho označovaný jako „funkce neznámá“, je za normálních teplot neaktivní, aby se zbytečně neplýtvalo energií. Při náhlém chladovém stresu se však prudce aktivuje v buňkách tapeta prašníků během vývoje pylu. Aktivovaný peptid RGF je rozpoznán buněčným membránovým receptorovým kinázou SlRGFR6 a koreceptorem SlSERK. Tento komplex následně fosforyluje a aktivuje cyklické nukleotidově řízené iontové kanály SlCNGC16/18, což vede k rychlému přílivu vápníku. Vápníková vlna pak řídí programovanou buněčnou smrt tapeta prašníku, čímž zajišťuje včasný přísun základních živin a energie pro vyvíjející se pyl a zabraňuje poškození pylu chladem.

Víceleté polní pokusy na různých místech prokázaly, že mírná aktivace této chladem indukované RGF signalizace dokázala u rajčat obnovit 33,9 % až 52,2 % ztrát výnosů způsobených chladem. Tato signalizační osa je vysoce konzervovaná napříč dvouděložnými i jednoděložnými rostlinami. Zvýšení aktivity RGF u komerčních odrůd rýže zachránilo přibližně 18 % ztrát výnosů během chladových šoků. Vědci nyní rozšiřují tuto strategii na sóju a kukuřici, což otevírá cestu k nové generaci plodin odolných vůči klimatickým změnám, které si udrží vysoké výnosy v příznivých obdobích a zároveň zajistí stabilní výkon i pod stresem.