Naukowcy z Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie stworzyli innowacyjny bionawóz stymulujący kiełkowanie, wzrost oraz plonowanie roślin motylkowatych. Rozwiązanie znalazło zastosowanie w praktyce.
Spośród blisko 18 tys. gatunków roślin bobowatych, zwanych dawniej motylkowatymi, w Polsce występuje wprawdzie tylko około stu, lecz mimo to ich znaczenie użytkowe jest nie do przecenienia. Sprawdzają się bowiem na wielu frontach: nasiona fasoli, grochu, soczewicy czy soi stanowią źródło cennego białka; koniczyna, lucerna i wyka doskonale nadają się jako rośliny pastewne; inne – bardziej oryginalne – jak złotokap, glicynia bądź karagana, mogą z powodzeniem pełnić funkcje ozdobne; robinia jest dostarczycielem cennego drewna, gum i garbników, zaś lukrecja czy nostrzyk – z uwagi na swoje właściwości lecznicze – znajdują zastosowanie w ziołolecznictwie i przemyśle kosmetycznym. Nic dziwnego, że przy tak szerokim wachlarzu korzyści uprawy tych roślin znajdują się w obszarze zainteresowania świata nauki.
Poprawie ich wzrostu i plonowania służyć ma innowacyjny bionawóz, który opracowano i opatentowano w Katedrze Genetyki i Mikrobiologii w Instytucie Nauk Biologicznych UMCS.
Nie jest to substancja, z której rośliny mogą korzystać tak, jak z typowego nawozu syntetycznego, bo w tym przypadku mamy do czynienia z morfogenem, mającym stymulować pewien proces, a więc uruchamiającym określone receptory. Pracując nad tym rozwiązaniem, opieraliśmy się na występującym w przyrodzie zjawisku biologicznego wiązania azotu, czyli zdolności bakterii do redukcji azotu atmosferycznego. Ten proces odbywa się we wszystkich glebach, na których rosną rośliny motylkowate i gdzie występują zdolne do nawiązania z nimi symbiozy drobnoustroje – tłumaczy współautor wynalazku prof. Jerzy Wielbo.
Dodaje, że nowością była zmiana sposobu myślenia o tym, jakie bionawozy powinno się stosować dla roślin bobowatych. Tradycyjnie wykorzystuje się te oparte na żywych komórkach bakteryjnych. Tyle że jest to dość trudne, bo mikroorganizmy muszą dotrzeć do gleby, do roślin w formie żywej. Po drugie, trzeba zdawać sobie sprawę z tego, że na glebach uprawia się liczne rośliny bobowate regularnie albo występują one w szacie roślinnej jako chwasty i to pociąga za sobą obecność mikroorganizmów, które mogą z takimi roślinami mieć problem polegający na tym, że zazwyczaj bakterie, które są obecne w glebie i wchodzą w symbiozę z roślinami bobowatymi, niespecjalnie wiążą azot atmosferyczny.
Wiele lat próbowaliśmy wyizolować jakieś bardzo efektywne szczepy, ale potem stosowanie ich w warunkach praktycznych niosło za sobą niezbyt dobre rezultaty. Tu pojawił się pomysł, że może powinniśmy trochę zmienić system i sprawić, żeby rośliny mogły produkować więcej organów, które mogą być zasiedlone przez bakterie. Jeśli tych miejsc, które są możliwe do skolonizowania przez bakterie będzie więcej, to roślina na tym skorzysta. I tego tak naprawdę dotyczą nasze różne wynalazki. To są te substancje aktywne, które są zawarte w biopreparatach będących już wkrótce na rynku – wyjaśnia prof. Wielbo.
Substancje te, tworzone przez komórki bakteryjne, które hoduje się w warunkach laboratoryjnych, są ekstrahowane i podawane roślinom w formie preparatu. Powodują, że na korzeniach roślin powstaje więcej specjalnych organów, które nazywają się brodawkami korzeniowymi. To te organy są zakażane przez symbiotyczne rhizobia i jeżeli tych organów na korzeniach powstanie więcej, to rośliny zostaną zasiedlone przez większą liczbę komórek bakteryjnych, co poskutkuje większą ilością zredukowanego azotu atmosferycznego, który zostanie dostarczony roślinom.
Rozmowy dotyczące komercjalizacji tego produktu trwają od dwóch lat. W piątek, 28 maja, uczelnia podpisała umowę dotyczącą udzielenia licencji na 4 patenty. Opracowane wynalazki są pod ochroną patentową, a dotyczą sposobu otrzymywania i oczyszczania substancji produkowanych przez bakterie, zwanych czynnikami Nod, stanowiących składnik aktywny preparatu stymulującego wzrost roślin uprawnych. Komercjalizacji preparatów opartych na czynnikach Nod podjęła się polska firma INTERMAG specjalizująca się w rozwoju i produkcji nowoczesnych preparatów dla rolnictwa i ogrodnictwa oraz produktów prozdrowotnych dla zwierząt.
Widzimy bardzo duży potencjał w komercjalizacji tego produktu. Sami go przetestowaliśmy i potwierdziliśmy jego dużą efektywność. Jest to bardzo innowacyjne podejście do rolnictwa, wpisujące się w nowe trendy, takie jak Zielony Ład czy rolnictwo ekologiczne – mówi Hubert Kardasz, prezes Zarządu INTERMAG sp. z o.o. z Olkusza.
Stroną umowy jest także Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa — PIB w Puławach, w którego orbicie zainteresowań pozostają także rośliny bobowate.
Produkcja zwierzęca polegająca na produkcji białka jest uzależniona od dostaw soi. Rynek globalny jest w tej kwestii dynamiczny – zatem polskie instytucje robią wszystko, by możliwie uniezależnić się od importu soi. Jest to trudny proces ze względu na warunki cieplne i wodne, które należy zapewnić roślinom bobowatym. Powierzchnia ich upraw jest znikoma – w skali globalnej wynosi zaledwie 0,4%. W tej sytuacji musimy podejmować działania by podnieść wydajność z hektara, albo skorzystać z innego sposobu – np. wykorzystywać omawiane dzisiaj metody wspomagania wzrostu tych roślin. Najlepiej wyhodować rodzaje odporne na różne, zmienne warunki klimatyczne – mówi prof. Wiesław Oleszek, dyrektor Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa (IUNG) – Państwowego Instytutu Badawczego w Puławach.
To jak na razie największa komercjalizacja w Uniwersytecie Marii Curie-Skłodowskiej. Uczenia posiada ponadto blisko 90 innych opatentowanych wynalazków.
MK, źródło: UMCS