Określenie fizjologicznych i biochemicznych wskaźników tolerancji pszenicy ozimej (Triticum aestivum L.) na stres suszy i wysokiej temperatury

PROGRAM MINISTERSTWA ROLNICTWA I ROZWOJU WSI FINANSOWANY ZE ŚRODKÓW PRZEZNACZONYCH NA BADANIA PODSTAWOWE NA RZECZ POSTĘPU BIOLOGICZNEGO W PRODUKCJI ROŚLINNEJ

Zadanie badawcze 3 pt. „OKREŚLENIE FIZJOLOGICZNYCH I BIOCHEMICZNYCH WSKAŹNIKÓW TOLERANCJI PSZENICY OZIMEJ (TRITICUM AESTIVUM L.) NA STRES SUSZY I WYSOKIEJ TEMPERATURY” wg. załącznika z dn. 1.01. 2021 r. do rozporządzenia Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 10 listopada  2020 r. w sprawie stawek dotacji na pokrycie kosztów badań podstawowych na rzecz postępu biologicznego w produkcji roślinnej (Dz. U., poz. 2016)

DOFINANSOWANIE: 684 000 zł

CAŁKOWITY KOSZT INWESTYCJI: 684 000 zł

Okres realizacji: 2021-2026

Opis projektu

Na przestrzeni ostatnich 25 lat stresy abiotyczne pojawiają się coraz częściej, stanowiąc jedną z charakterystycznych cech klimatu umiarkowanego. Cykliczne susze występujące w Polsce są coraz bardziej intensywne i obejmują znaczne obszary kraju. Woda jest podstawowym czynnikiem żyzności gleby, a jej dostępność dla roślin stanowi jeden z najważniejszych czynników plonotwórczych. Stosunkowo duży udział gleb lekkich w połączeniu z relatywnie małymi sumami opadów atmosferycznych przy coraz większej ich zmienności, czynią produkcję rolną w Polsce bardzo niestabilną.

Pszenica zwyczajna (Triticum aestivum L.) ozima, to zboże o największym areale ( uprawy w Polsce.

Zadaniem współczesnej hodowli pszenicy w Polsce jest otrzymanie odmian plennych o ulepszonych cechach jakościowych i wysokiej wartości odżywczej oraz odpornych na niekorzystne warunki środowiska. Plon pszenicy, jako gatunku charakteryzującego się jest bowiem silnie ,

Wrażliwość roślin na suszę zależy nie tylko od gatunku, genotypu, ale także od intensywności stresu, obecności innych niekorzystnych czynników oraz fazy rozwojowej rośliny. W celu przezwyciężenia suszy rośliny wykazują różne reakcje fizjologiczne i biochemiczne związane m.in. z zamykaniem aparatów szparkowych i zmniejszeniem aktywności fotosyntetycznej, co przejawia się w zmianach parametrów wymiany gazowej liści, zawartości chlorofilu w liściach i powoduje uszkodzenie aparatu fotosyntetycznego. Skutkuje to zmniejszeniem wytwarzania i dystrybucji asymilatów, hamując wzrost i przyspieszając starzenie się liści. Susza wpływa także na aktywność enzymów przeciwutleniających, metabolizm związków fenolowych, kwasu abscysynowego (ABA) i kwasu salicylowego (SA) znanych jako hormony stresu. W związku z tym, że różne rodzaje mechanizmów mogą być aktywowane w roślinach w odpowiedzi na stresy środowiskowe, ważne jest wyjaśnienie, które z nich szczególnie determinują podatność upraw na suszę, by zapewnić wyższą wydajność nawet pomimo niesprzyjających warunków środowiska.

Celem proponowanych badań jest określenie zależności pomiędzy relacjami wodnymi w roślinie, wybranymi parametrami biochemicznymi a elementami składowymi plonu rodów hodowlanych/odmian pszenicy ozimej (Triticum aestivum L.) w warunkach stresów abiotycznych (suszy glebowa i stres wysokiej temperatury). Kluczowym zadaniem jest identyfikacja czynników określających tolerancję na suszę, a przede wszystkim opracowanie wiarygodnego i szybkiego testu selekcji roślin o zwiększonej tolerancji na ten stres co może w znaczący sposób ograniczyć straty plonowania pszenicy.

Realizowane zadania:

1. Wstępna selekcja rodów i odmian pszenicy ozimej tolerancyjnych na suszę na podstawie testu utraty wody.
2. Ocena tolerancji pszenicy ozimej na suszę glebową w fazie krzewienia i kłoszenia.
3. Ocena tolerancji na suszę i stres wysokiej temperatury w fazie kłoszenia roślin.
4. Ocena wpływu regulatorów wzrostu stosowanych w uprawie pszenicy na kształtowanie się tolerancji stresu suszy.

Projekt dedykowany jest polskim firmom hodowlanym zajmującym się hodowlą twórczą pszenicy zwyczajnej. Zaproponowane badania przyczynią się do poszerzenia wiedzy na temat odporności roślin na stres suszy. Planowane analizy i pomiary pozwolą scharakteryzować fizjologiczne i biochemiczne podłoże odporności i mechanizm jego kształtowania, co umożliwi lepszy dobór komponentów do krzyżowań i sprawniejszą selekcję roślin odpornych na stresy abiotyczne, takie jak susza i wysoka temperatura. Rezultatem podejmowanych badań będzie wytypowanie rodów dających w warunkach stresu wysoki plon. Wiedza ta pozwoli na uzupełnienie charakterystyki odmian/rodów pszenicy ozimej zalecanych do uprawy na obszarach rolniczych narażonych na stres suszy i wysokiej temperatury.