U potrazi za povećanjem otpornosti usjeva i smanjenjem ovisnosti o kemijskim gnojivima, revolucionarna studija je bacila svjetlo na višestruku ulogu StCDF1 gena u krumpiru (Krompir). Pod vodstvom istraživačice Salomé Prat iz Centra za istraživanje poljoprivredne genomike (CRAG), u suradnji s timom Christiana Bachema na Univerzitetu Wageningen, studija otkriva da je StCDF1 sastavni dio ne samo procesa tuberizacije, već i puteva asimilacije dušika. Ovi uvidi, objavljeni u Novi fitolog, otvara put za uzgoj sorti krompira sa poboljšanom efikasnošću korišćenja azota.
StCDF1: Izvan tuberizacije
Tradicionalno, StCDF1 gen je prepoznat kao centralni regulator tuberizacije, procesa kojim krompir formira gomolje kao odgovor na znakove okoline kao što su dužina dana i temperatura. Ovaj adaptivni mehanizam omogućava biljkama krompira da prežive nepovoljne uslove formiranjem skladišnih organa – gomolja – koji mogu regenerisati nove biljke. Nedavna studija proširuje ovo razumijevanje pokazujući da StCDF1 također direktno utječe na gene uključene u unos i asimilaciju dušika. Konkretno, StCDF1 se vezuje za promotorski region gena nitrat reduktaze (StNR), koji katalizuje kritični korak pretvaranja nitrata u nitrit unutar ćelije. Značajno je da krompir posjeduje jednu kopiju StNR gena, za razliku od mnogih biljaka koje imaju više kopija, naglašavajući važnost ovog regulatornog puta u metabolizmu dušika krumpira.
Implikacije za efikasnost upotrebe dušika
Dvostruka uloga StCDF1 predstavlja jedinstvenu priliku za poboljšanje efikasnosti upotrebe azota (NUE) u uzgoju krompira. Modulacijom ekspresije StCDF1 moguće je uticati i na razvoj gomolja i na asimilaciju azota. Eksperimentalne knock-down linije sa smanjenom ekspresijom StCDF1 pokazale su poboljšane performanse u uslovima ograničavanja azota, što se pripisuje derepresiji StNR i naknadnom povećanju redukcije nitrata. Ova genetska konfiguracija omogućava krompiru da efikasnije koristi nitrate, potencijalno smanjujući potrebu za spoljnim unosom azota.
Putevi ka održivoj poljoprivredi
Nalazi ovog istraživanja imaju značajne implikacije na održivu poljoprivredu. Razvijanje sorti krompira sa optimizovanom ekspresijom StCDF1 moglo bi dovesti do sorti koje održavaju visoke prinose sa nižim zahtevima za azotnim đubrivom. Ovaj napredak je u skladu sa globalnim naporima da se smanji uticaj poljoprivrede na životnu sredinu minimiziranjem oticanja đubriva i emisija gasova staklene bašte povezanih sa azotnim đubrivima. Štaviše, studija naglašava potencijal ciljanih genetskih pristupa za rješavanje složenih osobina u usjevima, nudeći nacrt za slične strategije u drugim osnovnim namirnicama.
Razjašnjenje dvostruke funkcije StCDF1 u regulaciji tuberizacije i asimilacije azota označava značajnu prekretnicu u istraživanju krompira. Koristeći ovo znanje, naučnici i uzgajivači mogu raditi na razvoju sorti krompira koje su i visoko prinosne i ekološki prihvatljive. Takve inovacije su ključne za suočavanje sa izazovima sigurnosti hrane koje postavlja rastuća globalna populacija i promjenjivi klimatski uslovi.
