Fosfor je prirodni mineral koji je neophodan za rast i razvoj biljaka, a očekuje se da će Zemljine rezerve fosfora za poljoprivredu biti iscrpljene za 50 do 100 godina. Novo otkriće istraživača sa Državnog univerziteta u Mičigenu i Instituta za nauku Karnegi menja njihovo razumevanje toksičnosti gvožđa u biljkama uzrokovane niskim nivoom fosfora.
„Kada se svetske zalihe potroše, ne možemo da proizvodimo više fosfora“, rekao je Hatem Rouached, docent na Visokoj školi za poljoprivredu i prirodne resurse MSU i član Instituta za otpornost biljaka. „U idealnom slučaju, želeli bismo da možemo da koristimo manje fosfora u zemljištu za uzgoj biljaka.“
Biljke apsorbuju fosfor iz zemlje. Kada tlo ne sadrži dovoljno fosfora, biljke će uzimati više gvožđa iz zemlje, koje postaje toksično na povećanom nivou. Prethodna istraživanja su podržala ideju da je toksičnost gvožđa prouzrokovala da koren biljke prestane da raste. Sada, po prvi put, istraživači sa MSU-a i Instituta za nauku Karnegi pronašli su dokaze da koren biljke prestaje da raste rano, bez ikakvih dokaza o gvožđu. Ovo menja način na koji istraživači gledaju na ovaj problem.
„Ako je uzrok toksičnost gvožđa, zašto onda koren prestaje da raste pre nego što se gvožđe akumulira u korenu?“ rekao je Seung Ion „Sue“ Rhee, novi direktor Instituta za otpornost biljaka MSU-a na Fakultetu prirodnih nauka i profesor istraživačke fondacije MSU, trenutno na Karnegi institutu za nauku. „Znali smo da se mora još nešto dešavati.
Koristeći računarske modele za izgradnju regulatornih mreža gena, Rouached, Rhee i njihov tim izolovali su specifični gen nazvan Arabidopsis-specifična kinaza 1 koji reguliše cilj kompleksa rapamicina, ili TOR, koji je ključni regulator razvoja biljaka, gljiva i Životinje. Kada biljka nema dovoljno fosfora, gen smanjuje TOR kompleks, koji šalje signal korenu biljke da prestane da raste.
„Ovo je prvi put da je neko povezao signal nedostatka fosfora sa TOR kinazom u vaskularnim biljkama“, rekao je Rhee.
Istraživači su prijavili patent na ovaj proces i planiraju da istraže druge primene ovog gena.
„Verujemo da je ovo promena igre u oblasti mineralne ishrane biljaka“, rekao je Rouached. „Želimo da konstruišemo biljke čije će korenje nastaviti da raste uprkos ograničenju fosfora.“
