Molekularne podstawy mechanizmów zmienności indukcji kwitnienia i odpowiedzi na wernalizację u dzikich łubinów Starego Świata

Rośliny strączkowe stanowią jedno z najważniejszych źródeł składników odżywczych, używanych przy produkcji paszy dla zwierząt czy jako element zdrowej żywności. Pomimo globalnej dominacji soi (Glycine max, istnieją również inne, niemodyfikowane genetycznie gatunki, o dużym potencjale agronomicznym. Taką grupą są łubiny Starego Świata, których naturalny zasięg występowania obejmuje basen Morza Śródziemnego i Północną Afrykę. Jedną z cech łubinów wyróżniających je spośród innych roślin strączkowych jest złożona regulacja procesu kwitnienia wraz z wymogiem tzw. wernalizacji (okresu niskiej temperatury), indukującej kwitnienie poszczególnych gatunków/odmian. Warto podkreślić, że optymalny termin kwitnienia jest jednym z kluczowych czynników wpływających na wielkość uzyskanych plonów. Problem ten jest szczególnie aktualny w toku globalnych zmian klimatycznych co sprawia, że regulacja kwitnienia jest jednym z najważniejszych tematów współczesnego rolnictwa. Dotychczas łubiny Starego Świata wykorzystywane były jako składnik pasz zwierzęcych czy nawóz ekologiczny bogaty w azot. Spośród około dwunastu gatunków, tylko trzy zostały udomowione i są wykorzystywane jako rośliny uprawne. Co ciekawe, podjęto próby udomowienia niektórych „dzikich” gatunków, jednak żadna z nich nie zakończyła się sukcesem. Najprawdopodobniej wynikało to z braku informacji na temat molekularnego podłoża warunkującego poszczególne cechy agronomiczne. W przypadku trzech uprawnych łubinów, identyfikacja wcześnie kwitnących, termoneutralnych linii była kluczowym etapem ich udomowienia, pozwalającą na wysiew niezależnie od temperatury i fotoperiodu (okresu w jakim światło słoneczne dociera do rośliny). Można założyć, że zrozumienie mechanizmów regulacji procesu kwitnienia u dzikich gatunków łubinów, znacznie usprawni potencjalne programy hodowlane mające na celu udomowienie nowych gatunków łubinów. Nasze wcześniejsze badania wykazały, że pomimo bliskiego pokrewieństwa pomiędzy trzema gatunkami uprawnymi (Lupinus angustifolius, L. albus i L. luteus) proces regulacji i indukcji kwitnienia różni się zasadniczo. Wyniki te mogą sugerować, że istotne różnice wystąpią również w obrębie pozostałych gatunków łubinów, co potwierdziły badania wstępne, wykazując duże zróżnicowanie w odpowiedzi na wernalizacji pomiędzy poszczególnymi liniami u L. pilosus i L. cosentinii. Jak dotąd jednak, nie badano mechanizmów regulacji kwitnienia u dzikich gatunków łubinów ani nie prowadzono obserwacji terminów kwitnienia czy wpływu wernalizacji. Głównym celem tego projektu jest rozszyfrowanie mechanizmów indukcji kwitnienia u dzikich gatunków łubinów Starego Świata oraz poznanie ich zróżnicowania w obrębie poszczególnych gatunków.