Portal pametne poljoprivrede

Sa oko 15 miliona bala proizvedenih 2020. godine, pamuk se smatra američkim usevom broj jedan. Međutim, to zahteva pristup prirodnim resursima kao što je voda, koja je sve više ugrožena.

Slanjem 48 semena pamuka na Međunarodnu svemirsku stanicu, botaničari sa Univerziteta Viskonsin-Medison nadaju se da će generisati ideje za održivu proizvodnju pamuka.

Sve počinje od korenovog sistema biljke, koji je ključan za opstanak biljaka, kaže Sajmon Gilroj, botaničar sa Univerziteta Viskonsin-Medison.

S Univerziteta navode da su u prošlosti sarađivali sa istraživačem Robertom Gaksiolom na državnom univerzitetu u Arizoni koji je otkrio razne vrste pamuka koji imaju enzim koji omogućava da pamuk bude otporan na stres. Uporedili su ovu sortu sa normalnom sortom pamuka. Roberto je otkrio razlike između arhitekture korenovog sistema dve sorte i da je gravitacija zapravo veoma važna u njegovom razvoju.

Vođeni gravitacijom 

Na Zemlji se korenje biljaka u potrazi za vodom gravitacijom spušta u tlo. Uklanjanjem gravitacije, botaničari se nadaju da će otkriti druge faktore koji utiču na smer kretanja korena. Razumevanje ovoga, kažu Gilroj i Svonson sa Univerziteta Viskonsin-Medison, moglo bi pomoći da se definiše kako da se stvore novi sojevi pamuka sa dubljim korenima koji efikasnije traže i sakupljaju vodu, kao i da odstrane ugljenik u tlu.

„Pamuk je tako gladan, žedan usev, koji je direktno povezan sa njegovim korenovim sistemom. Uzima vodu i hranljive materije kroz svoje korenje, tako da su oblik korenovog sistema i ono što čini da se taj korenov sistem razvija na način na koji se razvija ključni za razumevanje zašto se pamuk ponaša na način na koji se ponaša“, naveo je Gilroj i dodao da bi mogli postojati elementi koji se odnose na senzor gravitacije koje bi mogli da podese na Zemlji kako bi redizajnirali korenski sistem u potpunosti – od genetskog inženjeringa do selektivnog uzgoja – i na taj način ga učinili efikasnijim.

Prikupljene informacije će pružiti jedan deo slagalice o tome šta biljke pamuka koriste da bi utvrdile kako njihov korenov sistem istražuje tlo na Zemlji. Eksperiment će takođe pomoći istraživačima da bolje razumeju kako da uzgajaju biljke u svemiru, gde nedostatak gravitacije otežava njihovo zalivanje.

Pre lansiranja 3. juna, istraživači su pripremili 48 semena pamuka u svemirskom centru Kenedi na Floridi. Smešteno u specijalne petrijeve posude napunjene gelom, semena su hlađena dok nisu utovarena u avion za skoro 40-časovno putovanje do svemirske stanice, najsavremenije laboratorije za mikrogravitaciju koja otkriva otkrića koja nisu moguća na Zemlji.

Na ovaj način se sprečava klijanje sadnica jer supstrat za agar sličan želeu sadrži hranljive materije, koje će održavati sadnice pamuka ‘’srećnim’’ dok rastu u svemiru.

Kada su stigli u svemirsku stanicu, astronauti su preneli sadnice u komoru za rast veličine 2 × 2 stope nazvanu Veggie.

Tri soja semena pamuka su imala šest dana da klijaju i rastu. Dok su sadnice rasle, astronauti su fotografisali njihovo korenje kako bi zabeležili informacije o veličini, obliku i pravcu rasta.

Kada je eksperiment završen, sadnice su zamrznute dok nisu mogle da budu poslate nazad na Zemlju.

Analiza podataka

U Medisonu, istraživači će analizirati obrasce rasta korena i ekspresiju različitih gena vezanih za koren između biljaka koje se uzgajaju u svemiru i na kopnu kako bi utvrdili kako je nulta gravitacija uticala na sadnice.

Gilroj kaže ne samo da će pogledati slike prikupljene u svemiru kako bi izdvojili svaki parametar koji opisuje kako je tekao rast, već će istraživači takođe moći da kopaju dublje u genetski sastav biljke na osnovu istraživanja koja su prethodno obavljena na Zemlji.

Poput astronauta koji gube mišićnu masu jer se ne bore protiv gravitacije, botaničari znaju da biljke neće moći da naprave tako jaku strukturu korena kao što bi inače bile na Zemlji.

Gilroj je naveo da zbog prostora i okruženja ne znaju koji drugi faktori utiču na rast. Upotrebom genetskih otisaka prstiju, mogu samo pokušati da odgovore na pitanje šta ta biljka misli da se dešava dok je u svemiru.

Botaničari kažu da poboljšanje načina proizvodnje pamuka ima dalekosežne implikacije.

„Pamuk je kultura sa velikim ekološkim i ekonomskim otiskom. Postoji nekoliko prednosti koje mogu proizaći iz njegovog poboljšanja, ali to je dugoročan proces. Lepota istraživanja je u tome što ono pruža ono osnovno znanje, koje može poslužiti kao gradivni blok koji industrija može da iskoristi“, kaže Gilroj.

Na primer, uzgajivač može uzeti ove informacije i početi da razmišlja o tome kako da ih unese u svoj program uzgoja. Uspešni programi su oni u kojima se mnogo razmišlja o tome kako kombinovati osobine da bi se dobile poboljšane sorte.

Dijana Dacin