Korene pod tlakom: Výskumníci odhaľujú tajomstvá rastu koreňov!

Korene pod tlakom: Výskumníci odhaľujú tajomstvá rastu koreňov!

V auguste 2025 výskumníci z Technickej univerzity v Braunschweigu v spolupráci s Výskumným centrom Jülich (FZJ) spustili prelomový interdisciplinárny projekt venovaný rastu koreňových sietí. Malé agátové stromy (Robinia pseudoacacia) boli presadené do špeciálne vybaveného MRI laboratória v Inštitúte Life and Geosciences s cieľom preskúmať zložité procesy v rôznych podmienkach. Cieľom pilotnej štúdie je výrazne zlepšiť pochopenie interakcií medzi rastlinami a pôdou a účinkov environmentálnych faktorov na rast koreňov tu-braunschweig.de.

Výskum sa zameriava najmä na to, ako suché obdobia ovplyvňujú rast koreňov a okolitú pôdu. V konečnom dôsledku sú koreňové systémy kľúčové pre absorpciu vody rastlín, ich ukotvenie v pôde a ukladanie vody v pôde. Štúdia tiež skúma rôzne druhy stromov, ako sú duby a topole, s cieľom kvantifikovať ich reakcie na sucho. Cieľom je zlepšiť budúce modely systému koreňový-pôda-voda a umožniť predpovedanie reakcií rastlín v zmenených podmienkach prostredia.

Technologické inovácie pre pozorovanie koreňov

V pilotnej štúdii sa používajú moderné zobrazovacie techniky vrátane zobrazovania magnetickou rezonanciou (MRI) a počítačovej tomografie (CT). Tieto technológie umožňujú zviditeľniť korene, pôdu, vodu a vzduch. 4D zobrazovacie údaje získané v rámci projektu ukazujú vývoj koreňov v rôznych typoch pôdy, za normálnych aj suchých podmienok. Ďalším aspektom skúmania je tvorba koreňových uzlín u robinií, ktoré vstupujú do symbiózy s rizóbiou a sprístupňujú tak rastline dusík.

CT skeny už poskytujú pohľad na rast uzlín a koreňovú sieť v piesočnatých pôdach, zatiaľ čo hodnotenia MRI optimalizujú vizualizáciu koreňov obsahujúcich vodu. Tento komplexný obraz vývoja koreňov je rozhodujúci pre pochopenie toho, ako stromy reagujú na sucho a aké adaptívne stratégie používajú.

Úloha mikróbov a trvalo udržateľné poľnohospodárstvo

Na zdravie a rast rastlín majú veľký vplyv aj mikroorganizmy. Štúdie ukazujú, že cielené používanie mikróbov v poľnohospodárstve má potenciál prekonať problémy, ako je pokles výnosov alebo únava pôdy. Jedným z príkladov je projekt Rhizo4Bio, ktorý sa zaoberá odľahlosťou poklesu výnosov pšenice. Zistilo sa, že monokultúry výrazne znižujú diverzitu pôdneho mikrobiómu, čo má negatívne vplyvy na úrody, ako napr. bioekonomie.de nahlásené.

Okrem toho sa zdôrazňuje význam mykoríznych húb, ktoré podporujú vývoj koreňov. Tieto huby úzko spolupracujú s koreňmi rastlín a prispievajú k zásobovaniu živinami. Viac ako 80 percent všetkých suchozemských rastlín tvorí prírodné zlúčeniny s týmito mikróbmi.

Udržateľné hnojivá a pohľad do budúcnosti

Intenzívne poľnohospodárstvo a nadmerné používanie fosfátových hnojív vedie k ekologickým problémom. Botanický inštitút Technologického inštitútu v Karlsruhe (KIT) skúma molekulárne mechanizmy týchto interakcií pod vedením Natalie Requena. Výsledky majú pomôcť presadzovať udržateľné prístupy v poľnohospodárstve a prehĺbiť pochopenie úlohy mikróbov, ako napr kit.edu ukazuje.

Kombinované zistenia zo súčasných výskumných projektov nielen rozšíria naše znalosti o interakcii medzi rastlinami a mikróbmi, ale poskytnú aj základné základy pre trvalo udržateľné postupy a potravinovú bezpečnosť v budúcnosti.