A kukoricagyökerek növekedési szögét meghatározó gén felfedezése lehetővé teszi olyan fajták nemesítését, amelyek nagyobb hatékonysággal képesek hasznosítani a talaj nitrogéntartalmát.
A Penn State Egyetem nemzetközi kutatócsoportja által meghatározott ZmCIPK15 gén felelős a kukorica egyes vonalaiban a sekély gyökerezésért. A szakemberek megállapították, hogy a gén hiányzik egy bizonyos kukoricavonalban, amely meredekebb függőleges irányú gyökérnövekedést, ezzel mélyebbre történő talajba hatolást eredményez.
A tudósok úgynevezett teljesgenom-asszociációs vizsgálatot végeztek, mely genom szinten, statisztikailag vizsgálja az egyes gének által meghatározott tulajdonságokat különböző fajták esetében. Az említett, igen fáradságos módszerrel megállapítható, hogy adott gén milyen tulajdonságok kódolásában játszik szerepet.
A meredekebb gyökerezést meghatározó gén ismerete olyan szempontból jelentős, hogy a növények gyökerei a mélyebb talajrétegekből nagyobb mennyiségű nitrogén feltárására képesek – Jonathan Lynch, a Penn State Mezőgazdaság-tudományi Főiskolájának professzora szerint. “A fokozott nitrogénfelvevő képességű kukorica hatással van a környezetre, a világ gazdaságára és élelmezésbiztonságára.” – mondja a szakember a nemesítési irány kapcsán.
A kukorica az egyik legjelentősebb haszonnövényünk. A fejlett gazdasági háttérrel rendelkező országok esetében a kukoricatermesztés legnagyobb gazdasági, környezetvédelmi értelemben vett költségét a nitrogéntartalmú tápanyag-utánpótló készítmények jelentik. A kijuttatott elem megközelítőleg fele kimosódás útján a mélyebb talajrétegekbe kerülve, a talajvizet szennyezve nem kerül hasznosításra. További része dinitrogén-oxidként, üvegházhatású gázként kerül a légkörbe, melynek jelentős környezetvédelmi aspektusa van.
A farmprogress.com szerint Afrikára jellemző a nitrogénben szegény talajok sokasága, ugyanakkor a gazdálkodók zömében nem engedhetik meg maguknak műtrágyák vásárlását. A mélyebbre törő gyökérzet segítené a mélyebb talajrétegekből történő tápanyagfelvételt.
A kutatás menete
Annak érdekében, hogy a kutatók beazonosítsák azt a gént, amely a gyökerek növekedési szögéért felel, a Penn State kutatói közel 500 kukoricafajta gyökérzetét vizsgálták meg, négy éven át, afrikai, illetve más kísérleti területeken. A nitrogénfelvétel mértéke és gyökérnövekedés milyensége közötti kapcsolatrendszer értékelését a kukorica gyökérzetének scannelésével, illetve preparálásával végezték.
A Plant, Cell and Environment folyóiratban nemrégiben közzétett eredmények szerint a kutatók azt találták, hogy a kisebb gyökérnövekedési szög jelentősen javította a nitrogén megkötés szintjét. Az említett növekedési jellemzőkkel leírható vonalak esetében 18%-kal nagyobb zöldtömeget, valamint 29%-kal hatékonyabb nitrogén-felhalmozást figyeltek meg a vad típusokhoz képest.
Az aszályra hajlamos területek, mint például Afrika esetében a felfedezés nagyobb hozamokat eredményezhet, amely az élelmezésbiztonságra kedvező hatást gyakorolhat.
