01:19 2022-12-09
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Studiul arată că rădăcinile „abrupte, ieftine și adânci” ajută plantele de porumb să facă față secetei
_ Studiul arată că „abrupt , rădăcinile ieftine și adânci ajută plantele de porumb să facă față secetei
Rareori, în natură, mai puțin se dovedește a fi mai mult. Dar acesta este cazul când vine vorba de rădăcinile porumbului care se confruntă cu condițiile de secetă, potrivit unei echipe internaționale de cercetători conduse de Penn State, care a descoperit dovezi ale beneficiilor unui fenotip de rădăcină „parcimonioasă” într-un nou studiu.
Parsimonius – definit ca „nu dorește să folosească resursele; zgârcit sau frugal” – este descriptorul perfect pentru trăsăturile determinate genetic care permit plantelor să obțină o creștere vegetativă îmbunătățită, potrivit autorului principal al studiului, Jonathan Lynch, profesor distins de științe a plantelor. , în Colegiul de Științe Agricole. Strategia rădăcinilor parcimonioase, a subliniat el, constă în dezvoltarea plantelor de „rădăcini abrupte, ieftine și adânci”.
„Abrut” se referă la trăsături arhitecturale, cum ar fi unghiul de creștere, care face ca rădăcinile să se îndrepte în jos într-un unghi mai ascuțit, caută hrană mai adânc pentru a dobândi resurse limitate de apă și nutrienți. „Ieftin” se referă la costul metabolic al plantei de porumb și include trăsături precum producerea mai puține rădăcini și realizarea de rădăcini cu spații de aer interne (erenchim) pentru a reduce numărul de celule vii.
Plantele care exprimă rădăcina parsimonioasă. fenotipul crește de fapt mai puține rădăcini, a explicat Lynch. Acest lucru asigură că puținele rădăcini care sunt produse au resurse adecvate pentru a crește adânc în sol, ceea ce este deosebit de important în timpul stresului de secetă. De aici și caracterizarea ieftină, abruptă și profundă.
Ca un bonus suplimentar, fenotipul rădăcinii parcimonioase permite plantelor să stocheze, sau să sechestreze, mai mult carbon atmosferic mai adânc în sol, unde va rămâne pentru perioade lungi, Lynch. a remarcat.
„Acesta este un aspect important, deoarece schimbările climatice se estimează că vor crește frecvența și severitatea stresului cauzat de secetă în viitor”, a spus el. „Credem că culturile pot fi făcute mai rezistente la secetă și mai capabile să capteze carbonul atmosferic în sol prin ameliorarea plantelor care selectează fenotipurile rădăcinilor adecvate.”
Pentru a-și testa ipotezele, cercetătorii au folosit o sursă deschisă, Model funcțional-structural de simulare a plantelor/solului numit OpenSimRoot—un instrument puternic dezvoltat la Penn State în ultimele trei decenii—care le-a permis să simuleze în mod explicit geometria rădăcinilor și proprietăților solului în trei dimensiuni în timp.
În cadrul studiului, cercetătorii au testat capacitățile mai multor variante ale ideotipului abrupt, ieftin și profund față de un fenotip de rădăcină de referință de porumb în condiții de ploaie și secetă în trei medii distincte producătoare de porumb. Pentru a imita cu acuratețe agrosistemul de porumb pluvial, au fost utilizate seturi de date reale despre sol și climă pentru cele trei locații diferite de cultivare a porumbului: Comitatul Boone, Iowa, S.U.A.; Zaria Kaduna, Nigeria; și Tepatitlán, Jalisco, Mexic.
În descoperirile publicate recent în Frontiers in Plant Science, cercetătorii au raportat că în toate mediile în care plantele sunt supuse stresului cauzat de secetă, fenotipul abrupt, ieftin și profund duce la lăstari mai mari. biomasă după 42 de zile de creștere. Ca un avantaj suplimentar, au descoperit ei, cantitatea de carbon depusă sub două picioare în sol este de două ori mai mare pentru fenotipul abrupt, ieftin și adânc decât pentru fenotipul de referință în cinci din șase medii simulate.
În condiții de secetă simulate, fenotipurile abrupte, ieftine și profunde diferă de fenotipul de referință în mai multe moduri importante care ar spori performanța și supraviețuirea plantei. Fenotipurile „abrupte, ieftine și adânci” au produs aproximativ jumătate din numărul de rădăcini axiale superficiale; unghiurile tuturor rădăcinilor au fost, în medie, cu 20 de grade mai abrupte comparativ cu fenotipurile de referință; densitatea de ramificare a rădăcinilor laterale (o măsură a toleranței la secetă în care mai mică este mai bună) a fost redusă cu 50%; iar volumul erenchimului (țesuturile radiculare care conțin spații gazoase lărgite pentru transportul apei și al nutrienților) a fost crescut de la 20% la 40%.
Deoarece porumbul este o cultură primară în S.U.A. și este o importantă pentru securitatea alimentară. în Africa și America Latină și pentru că seceta este deja o limitare majoră a producției globale a culturilor și se intensifică ca urmare a schimbărilor climatice globale, concluziile acestei cercetări sunt importante, a sugerat Lynch, adăugând că descoperirile arată calea către dezvoltarea unor culturi mai rezistente.
„Credem că creșterea culturilor și sechestrarea profundă a carbonului din sol pot fi îmbunătățite prin creșterea plantelor de porumb cu mai puține rădăcini axiale, densitate redusă de ramificare a rădăcinilor laterale și formare mai mare de aerenchim”, a spus Lynch. „Această cercetare a oferit informații pe care crescătorii de porumb le pot folosi pentru a dezvolta o toleranță mai bună la secetă, selectând plante care au fenotipul rădăcinii ieftine, abrupte și adânci, cu mai puține rădăcini reale.”
Comentarii:
Adauga Comentariu