Saúdská Arábie je ortodoxní muslimskou zemí, která jako by s technologickým pokrokem nemohla mít nic společného. Toto tvrzení je však pravdivé pouze z půlky. Důkazem je výzkum vědeckého týmu, vedeného českým biologem Lukášem Synkem, který v této doposud neprozkoumané zemi strávil kus života studiem bakterií, podporujících růst rostlin. Vzhledem k budoucnosti tížené potravinovou krizí byla jeho práce cílena zejména na podporu zemědělství.

Jelikož je Lukáš Synek mimo vědeckou činnost zároveň velkým cestovatelem, odhalil rovněž i zvláštnosti svého pracoviště. To se totiž od klasické arabské země v mnohém liší - Technická a přírodovědecká univerzita krále Abdulláha (KAUST), do které místní vláda investovala 1,5 miliardy dolarů, je totiž doslova státem ve státě. Obrovský komplex laboratoří je obehnán zdí a je sám sobě zcela soběstačný. Mimo jiné abnormality, které cizincům ze západu otevírají ústa dokořán, je místní život také výrazně liberálnější, než je tomu známo ve zbytku Saúdské Arábie.

Ale zpět k biologii! Mezi faktory ovlivňující růst, byste nejspíš na první místo dosadili klima, panující v okolí rostliny. Ve skutečnosti v tomto ohledu dominují právě zmíněné bakterie a klima kupodivu zaostává až na třetím místě. Proto se Lukáš Synek se svými kolegy zaměřil na takzvané plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR), tedy bakterie, schopné kolonizovat kořeny rostlin a podporovat jejich růst v části země, zvané rhizosféra. Tento relativně úzký pruh půdy, přiléhající k rostlinným kořenům, poskytuje život tisícům druhů organismů, mezi nimi převážně bakteriím, které zde zastávají nezbytnou roli provozem mnoha biogeochemických cyklů.  

Až do roku 1978 se obecně předpokládalo, že se bakterie v půdě chovají pouze komenzálně a rostlinu tedy pouze využívají ve svůj prospěch, bez toho, aniž by ji sami ohrožovali (jako je tomu u parazitů). Vědci Schroth a Kloepper ovšem světu záhy ukázali, že dovedou cíleně manipulovat biologické dráhy rostlin a zásadně tak jejich růst ovlivňovat.

Rostliny ovšem nezůstávají v tomto vztahu pozadu a doslova "plivou" ze svých kořenů sliz. Ten, přestože byl až donedávna považován pouze za jakýsi lubrikant pro snazší průnik nových kořenů půdou obsahuje obrovské množství živin, po kterých každá okolní bakterie ráda skočí. Zároveň si udržuje svůj status bosse a ze svého kořenového systému dovede jako sítem vyloučit ty organismy, které by pro ni znamenaly potenciální ohrožení a dát naopak prostor těm, které ji v růstu pomohou.

Snímek z fluorescenční mikroskopie zachycující bakterie (zeleně), kolonizující kořeny rostlin (červeně), zdroj: Lukáš Synek

Hlavním objevem týmu Lukáše Synka byl bakteriální kmen rodu Enterobacter, který kolonizoval kořeny rostlin a zvyšoval jejich odolnost vůči suchu a zasolení. Zmíněná bakterie totiž manipuluje rostlinu k výrobě ethylenu, rostlinného hormonu, který zásadním způsobem podporuje růst a to i v nesnadných podmínkách - rostliny totiž pocházely přímo z půdy Saúdské Arábie. Pro zemědělce by proto, vzhledem k aktuálním změnám klimatu a vzrůstajícím teplotám, mohl tento efekt znamenat velkou naději do budoucna.

Jak s ním ale naložit v praxi? Jednou z možností je vývoj tzv. biohnojiv, tedy hnojiv, obohacených o tyto podpůrné bakterie. Vzhledem k hojnosti agrobaronů v čele naší země by financování jejich vývoje nemělo být do budoucna vskutku žádným velkým problémem.

Snímek z fluorescenční mikroskopie zachycující bakterie (zeleně), kolonizující kořeny rostlin (červeně), zdroj: Lukáš Synek

Fytohormonů, tedy hormonů specificky podporujících růst rostlin je však celá řada - stejně jako bakterií, které dovedou jejich produkci ovlivnit. Proto Lukáš Synek do budoucna doufá ve "vychytání" ideálního bakteriálního složení hnojiv, ve kterém každý druh přispěje "svým" hormonem, v jehož produkci vyniká. Takto by mohla světlo světa spatřit ona chytrá hnojiva, která vás nejspíš nalákala v titulku článku. Čeští zemědělci je začnou používat hned, jakmile opadne neustávající panika z geneticky modifikovaných plodin.

Pokud vám Lukášova práce přijde stejně jako nám naprosto senzační a rádi byste se o jeho práci dozvěděli více, přijďte si poslechnout jeho anglickou přednášku 6. 11 v pražském Bali Cafe!

Líbil se vám článek? Odměňte nás sledováním naší stránky na Facebooku. Každá práce něco stojí a bez vaší podpory se neobejdeme. Děkujeme.

Zdroj: NCBI

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5875868/