Zmiany gospodarki cukrowej w odpowiedzi na rozhartowanie jako jedna z przyczyn zaburzeń mrozoodporności u rzepaku ozimego

Rzepak (Brassica napus ssp. Oleifera L.) należy do grupy roślin oleistych i jest jednym z najważniejszych źródeł oleju roślinnego na świecie. Olej rzepakowy jest wysokiej jakości tłuszczem roślinnym, jak również źródłem wartościowej paszy. W strukturze zasiewów w Polsce rzepak ozimy to jeden z najczęściej uprawianych gatunków. Odmiany ozime dają większy plon niż jare, jednak część ich okresu wegetacyjnego przypada na miesiące zimowe, co wiąże się z ryzykiem wystąpienia uszkodzeń upraw spowodowanych mrozem. Naturalne przystosowanie rzepaku ozimego do wzrostu w warunkach niskich temperatur opiera się na zdolności tego gatunku do zmian metabolicznych i zahartowania się (aklimacji) na niską temperaturę. Wymaga to ekspozycji roślin na  temperatury chłodowe w okresie jesieni, co zwiększa ich tolerancję na mróz.  W ostatnich latach, w związku z postępującymi zmianami klimatu i globalnym ociepleniem, coraz częściej pojawiają się anomalie pogodowe, których przykładem jest występowanie późną jesienią lub w zimie okresów podwyższonej temperatury, dochodzącej niekiedy nawet do 20^oC. Utrzymywanie się takiego stanu przez kilka dni zakłóca proces hartowania chłodem i obniża tolerancję roślin na mróz – następuje proces rozhartowania (deaklimacji) roślin. W czasie procesu hartowania chłodem zachodzi szereg zmian biochemiczno- metabolicznych, których kluczowym elementem są zmiany w gospodarce cukrowej. Cukry pełnią zasadniczą funkcję w procesie prawidłowo przebiegającej aklimacji. W czasie chłodu ich poziom wzrasta, ponieważ pełnią rolę osmoregulatorów i krioprotektantów. Samo przezimowanie roślin (tolerancja na mróz) związane jest z nagromadzeniem cukrów podczas aklimacji w niskich temperaturach, a następnie ich stopniowym wykorzystywaniem zimą. Jednakże, w czasie rozhartowywania roślin cukry zaczynają być metabolizowane dużo szybciej. Skutkiem tego zmianom może ulegać m.in. potencjał soku komórkowego, co rzutuje na przetrwanie rośliny w czasie mrozów następujących po okresie wysokiej temperatury. W ramach niniejszego projektu planuje się oznaczenie profilu/dystrybucji cukrów rozpuszczalnych w różnych częściach rośliny. Aby móc więcej powiedzieć o mechanizmach gospodarki cukrowej zaplanowano także oznaczenia aktywności istotnych enzymów – syntazy sacharozy (SUS) oraz syntazy fosforanu sacharozy (SPS) odgrywających ważną rolę w biosyntezie szczególnie sacharozy. Jednocześnie zostanie określona akumulacja białka SUS1 i SPS (metodą immunoblotingu) i akumulacja transkryptu SUT1 i SWEET11 (RT-PCR). Przeprowadzone badania pozwolą na scharakteryzowanie wybranych elementów gospodarki cukrowej rzepaku podanego rozhartowaniu. Wiedza ta może być w przyszłości przydatna np. przy tworzeniu nowych odmian – bardziej tolerancyjnych na rozhartowanie i odporniejszych na mróz w warunkach zmieniającego się klimatu.