Hrozba pro fazole?

Teplotní regulací této plodiny se zabýval mezinárodní vědecký tým, v němž naši fakultu zastupovala Lenka Svitáková z katedry experimentální biologie rostlin.

Fazol obecný patří mezi nejvíce konzumované luštěniny na světě. Nedokážeme si bez něho představit anglickou snídani nebo mexickou pochoutku burrito. Je důležitým zdrojem bílkovin, vlákniny a železa. Roste v různých prostředích, v teplotách od 14 °C do 35 °C, je však citlivější na vyšší teploty než jiné luštěniny. Momentální změny klimatu se stoupající teplotou vzduchu by proto mohly tuto rostlinu ohrozit, a mělo by být tedy cílem dnešního zemědělství ji vypěstovat tak, aby teplo lépe snášela.

Teplotní regulace byla již podrobně zkoumána u rýže, pšenice, bramboru a dalších plodin a bylo zjištěno, že transpirační ochlazování je důležitý mechanismus k vyhýbání se teplu uvnitř rostliny. Rostliny se tak ochlazují pomocí procesu zvaného transpirace (výdej vody ve formě páry povrchem rostliny). Transpirace slouží také k transportu minerálů a vody k listům pro fotosyntézu.

Výsledky této studie ukazují, že pro fazole platí to samé. Ochlazování listů pomocí transpirace je pro ně také důležitý mechanismus k vyhýbaní se teplu. Listy fazolů se tak ochlazují pomocí průduchů. Průměrná teplota listů fazolů je o 5 °C chladnější než teplota vzduchu a může klesnout dokonce o 13 °C. Může být i naopak vyšší než teplota vzduchu, teplota rostliny však musí zůstat v rozmezí pro správné fungování fotosyntézy. V tzv. C3 rostlinách, kam fazol patří spolu s většinou kulturních plodin, nemůže fotosyntéza probíhat nad teplotou 35 °C. C3 rostliny totiž nejsou schopny šetřit vodu oproti C4 a CAM rostlinám, proto je najdeme především v mírném pásu. Když však ve výzkumu teplota vzduchu tuto hranici překročila, tak jenom necelých 5 % listů mělo teplotu vyšší.

Vědci tento jev zkoumali na dvou genotypech ­– tepelně odolných a tepelně citlivých. Tepelně odolné varianty si chladí své listy více než tepelně citlivé genotypy a tento rozdíl narůstá s horkými a suchými podmínkami. Tepelně tolerantní genotypy ukázaly větší průduchovou konduktanci. Rostliny, které jsou schopné udržovat průduchovou vodivost při vyšších teplotách, jsou tak lepší při regulování své teploty. Rozdíly mezi genotypy v chlazení listů byly nalezeny – byly to rozdíly od 0,1 do 2 stupňů, což je velký rozdíl, pokud vezmeme v potaz globální oteplování. U tepelně tolerantních genotypů byly také nalezeny tlustší listy, nicméně rozdíly mezi jednotlivými rostlinami nebyly natolik velké, aby se to s jistotou potvrdilo. Tlusté listy však znamenají větší teplotní stabilitu a poskytují větší prostor na skladování vody (jak lze vidět u sukulentů), což teplotní stabilitě také napomáhá.

Ochlazování listů je pro horké prostředí velice efektivní, avšak pro rostliny žijící v prostředí chudé na vodu tato metoda užitečná není, jelikož by potřebnou vodu při transpiračním ochlazování uvolňovaly do vzduchu. Tudíž když je nedostatek vody, průduchová vodivost klesne, transpirační ochlazování se vypne a rostlina konzervuje vodu.

Tento výzkum může být v budoucnu nápomocný pěstitelům této rostliny, aby našli genotypy se zvýšenou kapacitou k vyhýbaní se teplu a vybrali si tak k pěstování „správné fazole“ a pěstovali jen tepelně tolerantní genotyp, kterému nebude vadit vyšší teplota. To mohou zjistit pomocí simulace teploty listu používáním teploty a vlhkost vzduchu. Fazol je k vysokým teplotám citlivý také během noci, a tak by další studie měly podle výzkumníků otestovat, zda se tepelně tolerantní genotypy chladí i v noci, kdy je průduchová vodivost skoro nulová. Budoucí výzkumy by měly dále podle autorů ověřit poznatky této studie s více genotypy a s širším rozpětím druhů prostředí.