Cercetări științifice. Ce este stresul abiotic și cum influențează culturile de tomate

Stresul abiotic este un termen folosit pentru a descrie impactul negativ al factorilor din natură asupra organismelor vii dintr-un anumit mediu.

Stresul abiotic poate fi cauzat de o varietate de factori, inclusiv:

• Secetă
• Temperaturi extreme
• Salinitate
• Poluare
• Radiații UV
• Deficit de nutrienți
• Boli și dăunători

Variabila non-vie trebuie să influențeze mediul dincolo de intervalul normal de variație pentru a afecta negativ performanța populației sau fiziologia individuală a organismului într-un mod semnificativ.

Cercetări științifice

În lucrarea științifică ”Îmbunătățirea producției și a calității fructelor de tomate sub stres abiotic: gene pentru viitorul creșterii tomatelor pentru o agricultură durabilă”, publica de sciencedirect.com, se demonstrează că pentru a evita efectele negative induse de stresul abiotic și pentru a supraviețui, plantele au dezvoltat o rețea complexă de percepție și semnalizare, care preia semnalele și modulează expresia anumitor gene, care duc în continuare la modificări morfologice, fiziologice și biochimice pentru a deveni tolerante la stres.

În ciuda numărului semnificativ de gene care au fost identificate, este dificil să se obțină plante tolerante la stresul abiotic la nivelul dezvoltării reproductive.

Una dintre problemele pentru atingerea acestui obiectiv este că răspunsurile plantelor la stresul abiotic au fost în general studiate pe termen scurt/mediu, nu și pe termen lung, și se știe că toleranța la stres abiotic poate varia foarte mult în funcție de durata stresului.

Prin urmare, mecanismele de toleranță predominante declanșate pentru a menține un echilibru optim toleranță-creștere pot varia în mod semnificativ pe parcursul întregului ciclu de viață al plantei.

De exemplu, mecanismul de evitare folosit de plante împotriva secetei poate avea efecte negative pe termen lung, datorită faptului că pierderea redusă de apă indusă va afecta negativ randamentul fotosintezei din cauza reducerii CO2 și, prin urmare, va impacta în mod nociv biomasa vegetală și producția de culturi.

Studiile ulterioare ar trebui să își concentreze eforturile pe identificarea genelor cheie implicate în toleranța pe termen lung la stresul abiotic, adică genele care joacă un rol crucial nu numai în creșterea vegetativă, ci și în cea reproductivă, ca răspuns la condițiile stresante.

Îmbunătățirea calității nutriționale a fructelor

O altă provocare critică în agricultura modernă este îmbunătățirea calității nutriționale a fructelor.

Având în vedere situația actuală a schimbărilor climatice și a populației în creștere, unde suprafețele de cultură supuse condițiilor de mediu nefavorabile sunt predominante, este necesar să se facă lumină asupra legăturii dintre calitatea fructelor și stresul abiotic, prin evaluarea modului în care acționează factorii de stres multipli de mediu la care sunt expuse plantele, cum ar fi seceta, căldura, salinitatea, excesul de radiații.

Pentru a realiza progrese importante în scopul creșterii biofortificării producția de metaboliți în condiții de stres abiotic sunt necesare eforturi suplimentare de cercetare pentru a înțelege pe deplin funcția genelor care conferă o calitate nutritivă îmbunătățită a fructelor în condiții de stres abiotic, în special cele implicate în acumularea de metaboliți cheie care promovează sănătatea, cum ar fi carotenoizii și tocoferolii.

Ameliorarea plantelor axată pe obținerea de soiuri de culturi capabile să tolereze condițiile de mediu nefavorabile, evitând sau reducând pierderile de producție în același timp cu îmbunătățirea calității nutriționale este posibilă numai dacă cunoaștem funcția genelor, inclusiv interacțiunea dintre ele și cu mediul, implicate în procesele menționate mai sus.

În cele din urmă, există o nevoie urgentă de a găsi noi resurse genetice pentru îmbunătățirea toleranței la stres abiotic și a calității fructelor, având în vedere reducerea puternică a diversității fenotipice și genetice în germoplasma modernă în multe culturi, inclusiv tomate.

În prezent, speciile înrudite cu culturile sălbatice sunt surse de variație naturale foarte atractive, având în vedere progresele în instrumentele de editare a genomului care trebuie aplicate pentru caracterizarea funcțională a gamei largi de gene utile pentru îmbunătățirea culturilor.

Alte surse naturale sunt soiurile tradiționale adaptate să crească în condiții climatice nefavorabile pentru a îmbunătăți simultan producția și calitatea fructelor în condiții de stres abiotic precum seceta, salinitate, căldură și exces de lumină.