A klímaváltozás következtében egyre gyakoribb és súlyosabb aszályok komoly veszélyt jelentenek a kukoricatermesztésre. Kutatásunkban azt vizsgáltuk, hogy egy hasznos talajgomba, az arbuszkuláris mikorrhiza (Funneliformis mosseae) milyen módon segíti a különböző genetikai hátterű kukoricanövényeket a szárazság elviselésében.
A vizsgálatok során két eltérő szárazságtűrő képességű kukorica beltenyésztett vonalat és ezek hibridjét hasonlítottuk össze normál öntözés és mesterségesen kialakított aszály mellett. A növények növekedését, gyökérfejlődését, vízhasznosítását, valamint génműködését (RNS-szekvenálással) is elemeztük.
Mit találtunk?
A mikorrhiza minden genotípusban fokozta a növények alkalmazkodóképességét, de eltérő mechanizmusokon keresztül.
A szárazságra érzékeny kukoricában jelentősen javította a gyökérfejlődést és a vízfelhasználás hatékonyságát, ami akár hétszeres növekedést is eredményezett.
A szárazságtűrő vonalakban elsősorban a fotoszintézis stabilitását segítette fenntartani.
A hibrid növények természetes szárazságtűrése magas maradt, ezért náluk a mikorrhiza hatása mérsékeltebb volt.
Miért fontos ez?
Eredményeink azt mutatják, hogy a mikorrhiza gombák alkalmazása ígéretes, környezetbarát lehetőség lehet a kukoricatermesztés alkalmazkodóképességének növelésére. A kutatás azt is bizonyítja, hogy nem minden kukoricafajta reagál ugyanúgy a mikorrhizára, ezért a jövőben a megfelelő növény–mikorrhiza kombinációk kiválasztása kulcsfontosságú lehet a fenntartható mezőgazdaságban.
A kutatás eredményei a Frontiers in Plant Science nemzetközi folyóiratban jelentek meg:
https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2025.1723031/full#f1
Virág E. és mtsai. (2025). Genotype-specific responses of maize plants to Funneliformis mosseae under drought stress: phenomic and transcriptomic insights. Frontiers in Plant Science.
1. ábra – A mikorrhiza jelentősen javította a növények fejlődését és a gyökérkolonizáció mértékét
Eredményeink szerint a mikorrhiza különösen a szárazságra érzékeny kukoricában fejtett ki jelentős hatást. A kezelt növények nagyobb gyökértömeget fejlesztettek, hatékonyabban használták fel a rendelkezésre álló vizet, és jobban átvészelték a vízhiányos időszakot.
2. ábra – A biomassza és a vízhasznosítás hatékonyságának változása
A génexpressziós vizsgálatok azt is kimutatták, hogy a mikorrhiza számos olyan gént aktivál, amelyek szerepet játszanak a fotoszintézis fenntartásában, a növényi hormonok szabályozásában és a stresszválasz kialakításában. Ezek a molekuláris változások magyarázzák a kedvező élettani hatásokat.
3. ábra – A transzkriptomikai elemzések igazolták a stresszválaszban részt vevő gének aktiválódását
Kutatásunk rámutat arra, hogy a mikorrhiza alkalmazása környezetbarát lehetőséget kínál a kukorica szárazságtűrésének javítására. Az eredmények hozzájárulhatnak olyan fenntartható termesztési technológiák fejlesztéséhez, amelyek a jövő szélsőségesebb éghajlati viszonyai között is biztosabb terméshozamot tesznek lehetővé.