Na drodze do lepszych zbiorów prosa

W rolnictwie fosfor jest jednym ze składników ograniczających, z wydajnością sięgającą 40% wśród światowych ziem uprawnych cechujących się niskimi poziomami zawartości fosforu. Dlatego inżynieria zbóż uprawnych, takich jak proso włoskie (Setaria italica) w celu lepszego przyswajania i wykorzystania fosforu stanowi priorytet w zakresie poprawy bezpieczeństwa żywnościowego.

W ramach finansowanego ze środków UE projektu "Improved millets for phosphate acquisition and transport" (IMPACT) naukowcy podjęli zadanie polegające na poprawie przyswajania i obiegu fosforu poprzez lepsze zrozumienie białek biorących udział w tym procesie. W szczególności, naukowcy zbadali rodzinę białek odpowiedzialnych za transport fosforu, zwanych Pht1.

Zbadali oni tempo wzrostu, poziomy fosforanów oraz wytwarzanie chlorofilu u prosa włoskiego dla szerokiego spektrum stężeń fosforu. W oparciu o uzyskane wyniki naukowcy uczestniczący w projekcie IMPACT określili stężenia odpowiadające niedoborowi fosforu oraz pełnemu zapotrzebowaniu na fosfor w przypadku prosa włoskiego.

Korzystając z tych warunków zbadali ekspresję 12 różnych białek Pht1 w liściach, pędach i korzeniach u roślin rozwijających się w warunkach odpowiadających niedoborowi fosforu oraz pełnemu zaspokojeniu zapotrzebowania na ten składnik. Wykryli oni jedno białko, które zawsze ulega ekspresji oraz dwa inne, które są stymulowane przez deficyt fosforu (jedno w liściach i jedno w korzeniach).

Inne prace realizowane w ramach projektu wiązały się z wykorzystaniem narzędzi bioinformatycznych w celu lepszego zrozumienia sposobu, w jaki białka te są regulowane i kontrolowane w przypadku prosa włoskiego. Naukowcy poświęcili również sporo czasu na stworzenie sztucznych systemów ekspresji genu w celu uproszczenia szczegółowych badań nad białkami Pht1.

Projekt IMPACT stworzył podstawy do dalszych badań nad metabolizmem fosforu u prosa włoskiego oraz przyczynił się do zrozumienia przez nas sposobu, w jaki zboża uprawne wykorzystują fosfor. Może to wywrzeć dalekosiężny wpływ na plony zbóż i światowe bezpieczeństwo żywnościowe.