Forskere har opdaget, hvordan et protein i planterødder styrer optagelsen af mineraler og vand, et fund, som kunne forbedre landbrugsafgrøders tolerance over for klimaændringer og reducere behovet for kunstgødning.
Undersøgelsen, offentliggjort i Current Biology, viser, at medlemmer af familien af blå kobberproteiner, Uclacyaninerne, er afgørende for dannelsen af caspariske strimler. Disse strimler er essentielle strukturer, der styrer effektiviteten af mineralnæringsstoffer og vandforbrug ved at danne tætte forseglinger mellem celler i planter, blokere næringsstoffer og vand, der lækker mellem dem.
Dette er det første bevis, der viser implikationerne af denne familie i biosyntesen af lignin, en af de mest udbredte organiske polymerer på jorden. Denne undersøgelse afslører, at det molekylære maskineri, der kræves til aflejring af casparian strip-lignin, er meget ordnet ved at danne nano-domæner, som kan have en enorm indvirkning på planteernæring, et fund, der kan hjælpe med udviklingen af afgrøder, der er effektive til at optage de næringsstoffer, de behov.
Fødevaresikkerhed repræsenterer et presserende glob alt problem. Afgrødeproduktionen skal fordobles inden 2050 for at holde trit med den globale befolkningstilvækst. Dette mål er endnu mere udfordrende i betragtning af klimaændringernes indvirkning på vandtilgængeligheden og ønsket om at reducere gødningstilførsler for at gøre landbruget mere miljømæssigt bæredygtigt. I begge tilfælde ville udvikling af afgrøder med forbedret vand- og næringsstofoptagelseseffektivitet give en løsning, og dette.
Guilhem Reyt fra School of Biosciences and Future Food Beacon ved University of Nottingham har ledet dette forskningsprojekt, han siger: "Denne forskning er vigtig for at afsløre den molekylære mekanik, der ligger til grund for bestræbelserne på at forbedre effektiviteten af mineralnæringsstoffer og vandforbrug og øget stresstolerance, hvilket gør afgrøder mere i stand til at modstå oversvømmelser, tørke, næringsstofmangel og toksicitet med sporstoffer.
Sådanne forbedringer i landbrugs- og havebrugsafgrøder kan også potentielt gavne selvforsynende landmænd med begrænset adgang til uorganisk gødning, som omfatter nitrogen, fosfat og kalium og også svovl og magnesium. Dette vil bidrage til at reducere omkostningsbyrden, som sådanne gødninger påfører, og reducere de miljømæssige og økologiske skader, som deres produktion og overforbrug forårsager. Forbedret vandforbrugseffektivitet og stresstolerance vil også forbedre udbyttet for subsistenslandmænd, der dyrker marginale jorder.
En forbedret forståelse af, hvordan rødder erhverver vigtige sporstoffer og mineraler, bør give en vigtig molekylær mekanistisk underbygning til bestræbelserne på at forbedre fødevarekvaliteten ved at hjælpe med at øge indholdet af essentielle mineralske næringsstoffer og reducere giftige sporstoffer i fødevareafgrøder."
