Olomoučtí odborníci budou spolupracovat se skupinou profesora Tibora Pechana, která působí na Mississippi State University v USA. Projekt „Experimentální využití mitogenem-aktivovaných proteinkinas a moderních mezioborových přístupů pro perspektivní zlepšení odolnosti vojtěšky vůči chladu, suchu a zasolení“ potrvá 46 měsíců. Práci vědců finančně podpořilo částkou téměř 7,5 milionu korun Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy.

Vojtěška je jednou z nejvýznamnějších luštěnin na světě, zemědělci ji pěstují na více než 34 milionech hektarů. Zabraňuje erozi půdy, zlepšuje její úrodnost i strukturu a pomáhá snižovat kontaminaci povrchových a podzemních vod. Zároveň poskytuje píci i vysoce kvalitní proteiny a výživové doplňky pro lidskou výživu, jelikož obsahuje cenné antioxidanty, minerály, enzymy a vitamíny. Vojtěška navíc díky symbióze s půdními bakteriemi rodu Sinorhizobium dokáže absorbovat velké množství atmosférického dusíku. Půdu tak vojtěška obohacuje o tento důležitý chemický prvek, což snižuje množství použitých průmyslových hnojiv nepříznivě zatěžujících ekosystém.

Měnící se klimatické podmínky, sucho, rostoucí množství soli v půdě a nízké teploty ale mohou tyto výhodné vlastnosti vojtěšky výrazně omezit. Odborníci odhadují, že až 20 procent zavlažovaných půd je postiženo zasolením a nadměrné vysušování se týká více než 30 procent orné půdy. Letní vlny veder v kombinaci se suchem závažně poškozují zemědělské plodiny včetně vojtěšky. Pro přezimování vojtěšky je rozhodující její odolnost vůči chladu, protože podzimní a jarní mrazy nejvíce limitují výnos zelené hmoty.

Výzkumný projekt zaměřený na vojtěšku podle hlavního řešitele Jozefa Šamaje z katedry biotechnologií přírodovědecké fakulty proto reaguje na poptávku zemědělců po cíleném zvyšování tolerance důležitých plodin vůči chladu, suchu a zasolení půdy v České republice a USA. Udržitelná produkce zemědělských plodin vyžaduje vývoj nových genotypů, které budou přinášet kvalitní a stabilní výnos s vysokou produkcí biomasy, přičemž zároveň odolají měnícím se klimatickým podmínkám.  

Vědci se proto rozhodli, že pomocí genetického inženýrství zvýší odolnost vojtěšky. „Chceme odhalit funkční mechanismus, jakým signalizace stresových podnětů z vnějšího prostředí, konkrétně stresem indukovaná mitogenem aktivovaná proteinkinasa (SIMK), ovlivňuje vytváření průduchů a epidermis listů, a tím také produkční parametry vojtěšky. Pomocí genetického inženýrství zaměřeného na SIMK pak budeme moci zvýšit odolnost vojtěšky vůči chladu, suchu a zasolení půdy,“ uvedl Jozef Šamaj. Vědci při práci využijí také moderní technologie editace a modifikace genů například pomocí CRISPR/Cas9, RNA interference a nadexprese, spolu s fenotypizací, multi-omickými přístupy a pokročilou mikroskopií.

„V USA není problém s uplatněním CRISPR/Cas9 technologie u zemědělských plodin, což představuje další přidanou hodnotu. Je to i důvod, proč náš projekt kvůli zkostnatělé legislativě EU řešíme právě ve spolupráci s partnerem v USA,“ podotkl Jozef Šamaj. Tento vysoce inovativní výzkum podle něj přispěje k řešení dlouhodobých cílů vývoje nových generací odolné vojtěšky. Zároveň výrazně rozšíří úspěšnou dlouholetou spolupráci s americkým partnerem, která dosud vedla k 17 společným publikacím v prestižních mezinárodních časopisech.

Olomouckénovinky.cz informoval Bc. Egon Havrlant, tiskový mluvčí, Univerzita Palackého v Olomouc.