Valorificarea metabolomicii pentru o toleranță sporită a culturilor la secetă

Productivitatea globală a culturilor agricole se confruntă cu o amenințare semnificativă din cauza stresului de secetă indus de schimbările climatice (DS), care este esențial pentru agricultura durabilă și securitatea alimentară mondială.

Descifrarea mecanismelor de adaptare și toleranță la DS în culturile agricole este necesară pentru a atenua provocările climatice.

Brevetarea inovatoare a plantelor necesită abordări revoluționare pentru dezvoltarea unor plante rezistente la stres.

Metabolomica, un domeniu promițător în horticultură, oferă un instrument predictiv pentru identificarea markerilor metabolici asociați cu performanța plantelor sub DS, permițând accelerarea îmbunătățirii culturilor.

În centrul adaptării la DS se află reglarea metabolică condusă de metabolomica, care este critică pentru menținerea potențialului osmotic al celulelor în culturile agricole.

Recent, inovațiile permit maparea rapidă a anumitor metaboliți către traseele lor genetice, oferind o resursă valoroasă pentru cercetătorii în plant genetic și biotehnologie.

Brevetarea moleculară ghidată de metabolomica, integrând tehnici precum mQTL și mGWAS, îmbunătățește capacitatea noastră de a descoperi elemente genetice cheie legate de metaboliți responsivi la stres.

Această integrare oferă o platformă benefică pentru oamenii de știință în domeniu, generând perspective semnificative asupra rețelelor metabolice complexe care stau la baza toleranței la DS.

Prin urmare, această revizuire discută (1) perspective despre reglarea metabolică pentru adaptarea la DS, (2) rolul multifacetic al metaboliților în toleranța la DS și în îmbunătățirea calității nutriționale/rezultatelor culturii, (3) potențialul metabolomicei individuale la nivel celular și al imagisticii, (4) brevetarea moleculară ghidată de metabolomice și (5) aplicarea ingineriei metabolice și genetice pentru culturile tolerate la secetă.

În final, propunem că abordarea ghidată de metabolomica poziționează culturile rezistente la secetă ca fiind contributori cheie la producția alimentară viitoare, sprijinind obiectivul vital de a realiza „zero foamete”..