Tartu ülikooli teadlased astusid suure sammu edasi teadmistepõhise põllumajanduse arendamises ja vett säästvate toidutaimede aretamises.

Eesti teadlaste juhtitud uurimistöös, kus osalesid ka Soome, USA ja Hiina teadlased, avastati, et mitmetel õhulõhede regulatsioonis osalevatel valkudel on CO₂ tajumisel väga olulised ja seni teadmata olnud ülesanded.

Doktorant Hanna Hõraku sõnul hingavad ja higistavad taimed lehtede ja varte pinnal asuvate mikroskoopiliste avade kaudu, mida nimetatakse õhulõhedeks. «Hommikuti õhulõhed avanevad, süsihappegaas pääseb taime ja fotosüntees võib alata. See on protsess, mille käigus toodetakse CO₂-st suhkruid ja vabaneb loomse elu alus hapnik,» kirjeldas Hõrak.

Hõraku sõnul kaasneb õhulõhede avamisega samas alati ka vee aurumine lehe seest atmosfääri. Sealjuures pääseb lõviosa vihamana maha sadavast veest atmosfääri just sel teel. «Põuatingimustes võivad taimed aga närbuda ja hukkuda. Selle vältimiseks sulguvad õhulõhed. Õhulõhede avatust mõjutab ka õhu süsihappegaasi sisaldus.»

Juba varem on professor Hannes Kollisti juhitaval laboril õnnestunud näidata, et kõrge CO₂ taseme mõjul aktiveeritakse taimedes teatud tüüpi ioonkanal ja käivitub ioonide väljavool õhulõhesid moodustavatest sulgrakkudest. «Sellega kaasneb õhulõhede sulgumine. Aga see, kuidas toimub CO₂ mõjul signaalülekanne, mis viib ioonkanalite aktiviseerimiseni, ei olnud selge,» sõnas Kollist.

Kollist rääkis veel, et kasvava süsihappegaasi taseme ja muutuva kliima tingimustes on väga oluline mõista eluslooduses toimivad molekulaarseid mehhanisme. «Eriti oluline on selgitada neid protsesse taimedes – organismides, mis annavad meile peale toidu ja hapniku ka paljude kemikaalide, nagu näiteks ravimite, maitse- ja lõhnaainete ning ehitusmaterjalide lähteprodukte.»

Tartu teadlaste ettevõttel on algatatud jätku-uuringud, kus kontrollitakse avastatud mehhanismi toidutaimedes, näiteks tomatis ja riisis. Samuti jätkatakse uuritud valkude struktuuri kirjeldamist. Töö praktiline eesmärk on aretada tõhusamaid taimi ning töötada välja ühendeid, mis võimaldavad suurendada taimede veekasutuse efektiivsust.

Õhu CO₂ kontsentratsioon on viimase saja aasta jooksul järjepidevalt kasvanud, mõjutades kliimat ja taimestikku. Siiski ei ole praeguseni selge, mil moel mõjutab see taimede eluvõimekust ja saagikust – tunnuseid, mis on jätkusuutliku toidutootmise alustalad.

Piisava valguse ja vee olemasolul suudavad taimed toota atmosfääri süsihappegaasist orgaanilist ainet. See on kogu loomse elu alus maal. Siiani teatakse veel suhteliselt vähe sellest, kuidas süsihappegaas taimede veekasutust ja kasvu mõjutab.

Tartu ülikooli tehnoloogiainstituudi teadlaste juhtimisel avastati taimsete valkude koostöömehhanism, mida taimed rakendavad oma veekasutuse ja kasvu reguleerimiseks õhu süsihappegaasi taseme muutudes. Uued teadmised aitavad kaasa teadmistepõhise põllumajanduse arengule ja võimaldavad aretada vett säästvaid toidutaimi, mis on saagikad ka kõrge süsihappegaasi tasemega keskkonnas.