Wetenschap
Verbetering van de hittetolerantie in graszoden in het koele seizoen
Een onderzoeksteam beoordeelde de fysiologische en morfologische veranderingen in graszoden in het koele seizoen onder hoge temperatuurstress, naast de vooruitgang in de moleculaire karakterisering van hun temperatuurregulerende netwerken. Ze stelden methoden voor om de hittetolerantie van grasgrassen te verbeteren en benadrukten de uitdagingen bij het onderzoeken van hittetolerantiemechanismen.
Dit werk is van grote waarde voor het verbeteren van de decoratieve en functionele kwaliteit van stedelijk en sportgroen, wat mogelijk kan leiden tot de ontwikkeling van veerkrachtigere grasgrasvariëteiten.
Turfgrassen worden onderverdeeld in typen voor het koele seizoen en het warme seizoen, op basis van hun klimatologische oorsprong. Grasgras voor het koele seizoen presteert optimaal bij temperaturen variërend van 15–24°C bovengronds en 10–18°C ondergronds. Deze grassen, bekend om hun donkergroene blad en hun aanpassingsvermogen aan kou, worden geconfronteerd met uitdagingen wanneer ze worden blootgesteld aan temperaturen boven de 30°C. Ze ondervinden problemen zoals verwelking, vergeling en het afsterven van zaailingen.
Deze temperatuurgevoeligheid heeft een negatieve invloed op hun esthetische aantrekkingskracht en verhoogt de onderhoudskosten, vooral in gematigde en overgangszones. Het huidige onderzoek is gericht op het begrijpen van de fysiologische en biochemische reacties van grasgras op hittestress, het opsporen van hittetolerantiegenen en het ophelderen van de onderliggende moleculaire mechanismen. Deze kennis is cruciaal voor de veredeling van hittebestendige rassen en het verbeteren van grasbeheerpraktijken.
Het onderzoek gepubliceerd in Grass Research op 10 april 2024 worden de fysiologische en morfologische gevolgen van hoge temperaturen op graszoden in het koele seizoen gedetailleerd beschreven, worden de vorderingen op het gebied van moleculaire karakterisering onderzocht, worden verbeteringsstrategieën voorgesteld en wordt de lacunes in het onderzoek in het begrijpen van mechanismen voor hittetolerantie benadrukt.
Stress bij hoge temperaturen leidt tot suboptimale omstandigheden voor de groei van graszoden in het koele seizoen, wat resulteert in verminderde kiemkracht van zaden, verminderde vitaliteit en uitloper van de wortels, verwelkende en vergelende bladeren en het optreden van dode zaailingen. De kiemkracht van de variëteiten ‘Yatsyn’, ‘Nui’ en ‘Mathilde’ werd bijvoorbeeld aanzienlijk verlaagd tot respectievelijk 3,3%, 29,7% en 1,6% bij 36°C, terwijl de vitaliteit en uitgroei van de wortels bij soorten als hoge Zwenkgras en struisgras daalden aanzienlijk onder hoge temperatuurbelasting.
Ondertussen resulteert stress bij hoge temperaturen in membraanbeschadiging, ROS-ophoping, schade aan de fotosynthese, verstoord koolhydraatmetabolisme, verstoord vetzuurmetabolisme, verstoorde transpiratie en osmotische regulatie, en een onbalans van fytohormonen in graszoden in het koele seizoen. Daarnaast hebben ze de moleculaire mechanismen van grasgrassen in het koele seizoen tot stress bij hoge temperaturen samengevat.
Hittestress induceert de expressie van hittestress-gerelateerde genen (HSF's, F-box, MBF1C, HOX's, enz.) of miRNA, dat de expressie van stroomafwaartse genen regelt om de hittetolerantie van planten te reguleren. Ten slotte worden in de review strategieën voorgesteld om de thermotolerantie in graszoden in het koele seizoen te verbeteren, inclusief teelt- en onderhoudsbeheer en het kweken van hittetolerante grasgrasvariëteiten door middel van genetische manipulatie.
Het identificeert lacunes in het begrip van de exacte moleculaire mechanismen achter hittetolerantie en stelt voor om toekomstig onderzoek op deze gebieden te concentreren om te helpen bij de ontwikkeling van hittetolerante graszoden voor het koele seizoen.
Volgens de hoofdonderzoeker van het onderzoek, Zhulong Chan, "proberen we referenties te bieden voor het onderzoek naar de karakterisering van het hittetolerantiemechanisme en het kweken van hittetolerant grasgras in het koude seizoen."
Dit onderzoek levert uitgebreide inzichten op voor het verbeteren van de esthetische en functionele aspecten van stads- en sportgras, waardoor mogelijk de weg wordt vrijgemaakt voor het creëren van robuustere grasgrasvariëteiten.