Zasolování půdy patří k nejvýznamnějším environmentálním výzvám. Ovlivňuje produkci rostlinné biomasy i výnos zemědělských plodin. Podle Organizace pro výživu a zemědělství OSN zabírají zasolené půdy celosvětově až čtvrtinu zemědělské půdy. Levnou a ekologicky šetrnou technologii, která by snížila dopady abiotického stresu na rostliny, představuje použití endofytických mikroorganismů. Mechanismy, kterými endofyté podporují vitalitu rostlin, ale doposud nejsou zcela probádané. Mezinárodnímu vědeckému týmu pod vedením výzkumníků z Mendelovy univerzity v Brně se teď podařilo jeden mechanismus odhalit a popsat.
Vysoký obsah solí v půdě má rostliny podobný vliv jako sucho – omezuje absorpci půdní vlhkosti prostřednictvím kořenů rostlin. Zasolení může nepříznivě působit také na různá vývojová stádia rostlin zahrnující klíčení, juvenilní fázi, nástup kvetení i generativní růst. Poškození rostlin zasolením závisí současně na mnoha faktorech, například na toleranci daného druhu, podmínkách růstu, půdních faktorech, agronomických postupech a také způsobu zavlažování.
Samotné zavlažování však z dlouhodobého hlediska přináší problém akumulace solí – ty v půdě zůstávají po odpaření zavedené vody. Problému čelily už starověké civilizace, stojí za ním například úpadek Mezopotámie. Zdárně však nedokážeme problému čelit ani v dnešní době. Uvádí se, že 20 až 50 procent zavlažované orné půdy je více či méně ovlivněno zasolením.
Endofytické houby patří do skupiny prospěšných mikroorganismů, které žijí v symbiotickém vztahu s rostlinami a mohou pomoci se zmírněním abiotického stresu – včetně sucha, zasolení nebo například toxicity těžkých kovů v půdě. Výzkum vědců z Agronomické fakulty MENDELU ve spolupráci s kolegy z Německa a Slovenska ukázal, že endofytická houba A. alternatum může při zasolení zlepšit růst rostlin v rané fázi jejich vývoje a umožnit jim tak překlenout období, které patří mezi nejcitlivější na podobné negativní vlivy.
„Lepší pochopení působení endofytických mikroorganismů stimulujících růst rostlin může být prospěšné nejen v rámci udržitelného zemědělství, ale také v souvislosti s rychle se měnícím klimatem. Může zajistit ekologickou ochranu rostlin a zlepšit produkci potravin,“ říká první autorka studie Veronika Berková z Ústavu molekulární biologie a radiobiologie AF MENDELU.
„Endofytické mikroorganismy mohou podporovat růst usnadněním dostupnosti biogenních prvků včetně dusíku, železa nebo fosforu. Další strategií endofytů může být například produkce a modulace hladiny fytohormonů,“ vysvětluje vědkyně.
Acremonium patří mezi houby, které se běžně vyskytují v půdách, přispívají k rozkladu organické hmoty a napomáhají koloběhu živin. Vědci se nejprve zaměřili na samotnou schopnost růstu endofytické houby v zasoleném prostředí. Objevili, že Acremonium vykazuje vyšší toleranci vůči soli než organismy obsažené ve známých přípravcích na bázi biologické kontroly, jako jsou Trifender a Symbivit Tric.
Dále se zaměřili na vliv houby na růst mladých rostlin řepky. S využitím nejnovějších technologií ukázali, že endofytická houba A. alternatum podporuje toleranci rostliny vůči solím modulací signalizace rostlinného hormonu kyseliny abscisové a aktivací antioxidačního systému rostliny. Rostlina rostoucí v přítomnosti houby také lépe využívala energii ze slunečního záření a rovněž se efektivněji bránila účinkům soli tím, že příslušné ionty více separovala.
„Zajímavým zjištěním je, že endofyt indukuje buněčné pumpy pro regulaci homeostázy nadbytečných iontů, což může napomáhat zmírňování stresu ze zasolení,“ dodává Berková.
Pro budoucí využití v zemědělství ještě zbývá provést další experimenty. Dosavadní výsledky ale dávají naději pro novou ekologickou cestu v boji s dopady klimatické změny.
Celý článek k přečtení: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ppl.14328
Kontakt pro bližší informace: Ing. Veronika Berková, veronika.berkova@mendelu.cz, Ústav molekulární biologie a radiobiologie AF MENDELU