Táplálkozásunk gyökerei Max Planck Society
Max Planck tübingeni kutatók elmagyarázzák, hogyan szabályozzák a növények gyökérképződését
A gyökerek a növények leginkább alulértékelt részei, bár elsősorban a víz és a tápanyagok felvétele révén teszik lehetővé a növekedést és az azt követő virágzást. Egy olyan világban, amelyben egyrészt a víz elérhetősége az éghajlatváltozás következtében folyamatosan változik, másrészt az emberi populáció gyorsan növekszik, döntő fontosságú megérteni, hogy a növények gyökérzetének fejlődését hogyan lehet ellenőrizni. A tübingeni Max Planck Fejlesztési Biológiai Intézet tudósai most felfedezték, hogy a növényi auxin hormon a megnövekedett sejtciklus-aktivitással kombinálva fokozott gyökérnövekedéshez vezet a bálnazsákban (Arabidopsis thaliana). Azt is felfedezték, hogy az embrió fejlődését két fehérje is szerepet játszik a gyökérelágazásban. Ezeket az eredményeket felhasználhatnánk olyan növények tenyésztésére, amelyek a tápanyagok és a víz hiánya ellenére gyorsan növekednek és magas hozamot eredményeznek. (PNAS, 2010. január 25–29.)
A közönséges thale zsázsa (Arabidopsis thaliana) vad típusának természetes formája, csak néhány gyökérággal.
Körülbelül kétszáz évvel ezelőtt Thomas Robert Malthus brit közgazdász azt jósolta, hogy a folyamatosan növekvő világnépesség előbb-utóbb éhínséggel, betegségekkel és megnövekedett halálozási rátával fog szembesülni. Ma szembesülünk azzal a kihívással, hogy elegendő ételt biztosítsunk a folyamatosan növekvő világnépesség számára. Ehhez az élelmiszer-termelés növekedésére lesz szükség, amely meghaladja az elmúlt évtizedekét. Ennek eléréséhez új zöld forradalomra van szükségünk: a tápanyagban szegény és száraz talajban növekvő, még mindig magas hozamú növények.
A növényekről általában a levelekre, a színes virágokra és a többé-kevésbé ízletes gyümölcsökre gondolunk, de csak ritkán a föld alá rejtett gyökerekre. Az a növényi rész, amely elsősorban a föld feletti életet teszi lehetővé, a gyökérzet, egy fő gyökérből áll, amelyből sok mellékgyök "elágazik". Gyökerek nélkül a legtöbb növény nem képes felszívni a vizet vagy a tápanyagokat, lehorgonyozni a talajba vagy kölcsönhatásba lépni bizonyos szimbiotikus organizmusokkal.
Megnövekedett laterális gyökérsűrűség az auxin hormon kezelés után.
A korábbi megfigyelésekre építve a tübingeni Max Planck Fejlődésbiológiai Intézet Gerd Jürgens osztályának tudósai belga kollégáival együtt leírták, hogy a megnövekedett sejtciklus-aktivitás és a növényi auxin hormon kombinációja elősegíti az oldalgyökerek képződését a thale zsázsa Arabidopsis thaliana . Továbbá kimutatták, hogy az embrió fejlődésének szempontjából kulcsfontosságú két fehérje is szerepet játszik a gyökerek "elágazásában". Először bebizonyosodott, hogy a növényi auxin hormonra adott reakció egymást követő egyes lépésekben történik.
"Ez a tudás a továbbfejlesztett és megerősített gyökérrendszerről fontos lépés a világ lakosságának táplálékának biztosításában. Segít növelni a betakarítást és erősíti az üzem energiaellátó szerepét" - mondja Ive De Smet. "Mivel a víz, a nitrogén és a foszfor gyakran csak korlátozott mértékben érhető el, az a gyökérrendszer, amely hatékonyabban képes felszívni és tárolni a tápanyagokat, lehetővé teszi a műtrágyák alacsonyabb felhasználását az alacsonyabb rendű talajokon" - teszi hozzá a biológus.