Kořeny pod tlakem: Vědci odhalují tajemství růstu kořenů!

Kořeny pod tlakem: Vědci odhalují tajemství růstu kořenů!

V srpnu 2025 zahájili vědci z Technické univerzity v Braunschweigu ve spolupráci s Výzkumným centrem Jülich (FZJ) průlomový interdisciplinární projekt věnovaný růstu kořenových sítí. Malé akátové stromy (Robinia pseudoacacia) byly přemístěny do speciálně vybavené MRI laboratoře v Institutu Life and Geosciences za účelem zkoumání složitých procesů za různých podmínek. Cílem pilotní studie je výrazně zlepšit porozumění interakcím rostlina-půda a vlivu faktorů prostředí na růst kořenů tu-braunschweig.de.

Výzkum se zaměřuje zejména na to, jak suchá období ovlivňují růst kořenů a okolní půdu. V konečném důsledku jsou kořenové systémy klíčové pro absorpci vody rostlinami, jejich ukotvení v půdě a ukládání vody v půdě. Studie také zkoumá různé druhy stromů, jako jsou duby a topoly, aby kvantifikovala jejich reakce na sucho. To má zlepšit budoucí modely systému kořen-půda-voda a umožnit předpovědi reakcí rostlin za změněných podmínek prostředí.

Technologické inovace pro pozorování kořenů

Pro pilotní studii jsou použity moderní zobrazovací techniky včetně zobrazování magnetickou rezonancí (MRI) a počítačové tomografie (CT). Tyto technologie umožňují zviditelnit kořeny, půdu, vodu a vzduch. 4D zobrazovací data získaná v rámci projektu ukazují vývoj kořenů v různých typech půd, za normálních i suchých podmínek. Dalším aspektem zkoumání je tvorba kořenových uzlů u robinií, které vstupují do symbiózy s rhizobií a zpřístupňují tak rostlině dusík.

CT skeny již poskytují pohled na růst uzlů a kořenové sítě v písčitých půdách, zatímco vyhodnocení MRI optimalizuje vizualizaci kořenů obsahujících vodu. Tento komplexní obraz vývoje kořenů je zásadní pro pochopení toho, jak stromy reagují na sucho a jaké adaptivní strategie používají.

Role mikrobů a udržitelné zemědělství

Na zdraví a růst rostlin mají velký vliv také mikroorganismy. Studie ukazují, že cílené používání mikrobů v zemědělství má potenciál překonat problémy, jako je pokles výnosu nebo únava půdy. Jedním z příkladů je projekt Rhizo4Bio, který se zabývá odlehlostí výnosové deprese u pšenice. Bylo zjištěno, že monokultury výrazně snižují diverzitu půdního mikrobiomu, což má negativní dopady na výnosy, jako např. bioekonomie.de hlášeno.

Kromě toho je zdůrazněn význam mykorhizních hub, které podporují vývoj kořenů. Tyto houby úzce spolupracují s kořeny rostlin a přispívají k zásobování živinami. Více než 80 procent všech suchozemských rostlin tvoří přírodní sloučeniny s těmito mikroby.

Udržitelná hnojiva a pohled do budoucnosti

Intenzivní zemědělství a nadměrné používání fosfátových hnojiv vede k ekologickým problémům. Botanický institut Karlsruhe Institute of Technology (KIT) zkoumá molekulární mechanismy těchto interakcí pod vedením Natalie Requenaové. Výsledky mají pomoci prosazovat udržitelné přístupy v zemědělství a prohloubit pochopení role mikrobů, jako je kupř kit.edu ukazuje.

Kombinované poznatky ze současných výzkumných projektů nejen rozšíří naše znalosti o interakci mezi rostlinami a mikroby, ale také poskytnou základní základy pro udržitelné postupy a potravinovou bezpečnost v budoucnosti.