Fizjologiczne podłoże zburzeń mrozoodporności rzepaku ozimego w wyniku procesów deaklimacyjnych - rola brasinosteroidów

Rzepak (Brassica napus L.) to jedna z głównych roślin oleistych uprawianych na świecie. Olej rzepakowy jest dobrej jakości tłuszczem roślinnym. Rzepak jest również źródłem wartościowej paszy. Rzepak ozimy daje wyższe plony niż jary, ale część jego okresu wegetacji przypada na miesiące zimowe, co naraża go na uszkodzenia mrozowe. Dobrze zahartowane chłodem (w okresie jesieni) rośliny rzepaku są zdolne do przeżycia nawet dużego mrozu, w szczególności pod okrywą śnieżną. Problemem ostatnich lat wynikającym ze zmian klimatu jest jednak występowanie m.in. w czasie jesiennych chłodów okresów z podwyższoną temperaturą, co zaburza naturalny proces przygotowania metabolizmu roślinnego do przeżycia ujemnych temperatur i obniża mrozoodporność roślin. Mówi się, że roślina podlega procesowi deaklimacji (rozhartowania). Skutkiem obniżenia mrozoodporności w wyniku występowania ciepłych przerw rolnicy mogą być zmuszeni nawet do zaorania całych plantacji rzepaku ozimego uszkodzonego przez mróz w okresie zimy. Problem dotyczy także (choć w mniejszym stopniu) rzepaku jarego a zjawisko rozhartowania jest niebezpieczne dla tej formy wczesną wiosną, kiedy po okresie podniesionej temperatury mogą zdarzyć się nagłe mrozy.  

W wyniku wykonanych w ramach projektu doświadczeń ustalono m.in. że odmiany rzepaku (wśród nich te znajdujące się aktualnie w uprawie w Polsce), różnią się w pewnym stopniu tolerancją na warunki rozhartowujące. Najsłabiej toleruje rozhartowanie rzepak jary (Feliks). Spośród odmian ozimych rozhartowanie dobrze toleruje odmiana Rokas, zachowując wysoki poziom mrozoodporności (ocena na podstawie odrostu roślin po mrozie - parametr RT50). Badania poświęcone charakterystyce podłoża fizjologicznego-biochemicznego procesu rozhartowania dowodzą, że już kilkudniowe okresy podwyższonej temperatury (np. 7 dni z temperaturą 16^oC (dzień)/9^oC (noc) odwracają w wysokim stopniu zmiany metaboliczne zaindukowane hartowaniem w +4^oC.  Przesunięcie równowagi hormonalnej w kierunku podwyższenia poziomu hormonów wzrostu/rozwoju a spadku zawartości ochronnego ABA w wyniku rozhartowania to jedna z możliwych przyczyn obniżenia mrozoodporności roślin po rozhartowaniu stanowiąca podłoże dla wznowienia wzrostu. W czasie rozhartowania intensyfikacji ulegają reakcje fazy jasnej fotosyntezy, a struktura membran chloroplastowych i stosunek budujących je kwasów tłuszczowych ulega zmianom w kierunku obserwowanym u roślin rzepaku przed działaniem chłodu. Dodatkowo zmniejszona akumulacja ochronnych białek z rodziny HSP [ang. Heat Shock Proteins] pod wpływem rozhartowania została także potwierdzona u większości badanych odmian rzepaku. W warunkach polowych trudno wizualnie ocenić czy w roślinie zachodzą opisane zmiany metaboliczne (wymaga to pobrania próbek liści i analizy laboratoryjnej). Jak pokazały badania projektowe, można jednak monitorować stan uprawy metodami nieinwazyjnymi. Obiecujące okazały się metody pomiaru własności spektralnych liści (tzw. refleksji liści). Niektóre parametry np. ARI 1 i 2 (opisujące poziom barwników z grupy antocyjanów) klarownie ilustrują zmiany powodowane rozhartowaniem. Pomiary tego typu mogą być wykonywane za pomocą dronów lub satelity do monitorowania pól uprawnych i mogą pozwolić na uchwycenie momentu, w którym rośliny ulegają rozhartowaniu w czasie ciepłych przerw późną jesienią/w zimie/wczesną wiosną i będą bardziej wrażliwe na nagły mróz. Daje to szansę na zastosowanie środków (oprysków) prewencyjnych. W badaniach projektowych wykazano (zależną od intensywności mrozu) aktywność niektórych hormonów z grupy brasinosteroidów a także dodatkowo komercyjnego preparatu Asahi SL w kierunku poprawy mrozoodporności rozhartowanych roślin.