Hormony roślinne i ukryty w nich potencjał

Hormony w przypadku organizmu człowieka tworzą niezwykle złożony system, którego prawidłowe działanie ma zasadnicze znaczenie dla funkcjonowania całego organizmu. Nie inaczej jest w przypadku roślin, których układ hormonalny nie jest aż tak złożony jak układ hormonalny człowieka, ale mimo to wykazuje z nim pewne wspólne elementy. Wspólnym elementem obu tych układów jest oddziaływanie hormonów na układ odpornościowy, który w przypadku roślin ma kluczowe znaczenie w kontekście kształtowania potencjału plonotwórczego.

Czym są fitohormony?

Fitohormony (hormony roślinne) to związki organiczne i substancje aktywne, których działanie można porównać do ludzkich hormonów. Wśród nich wymienić można między innymi gibereliny, auksyny czy cytokininy. Ich głównym zadaniem jest regulacja wzrostu roślin. Mogą go zarówno spowalniać, hamować jak i przyspieszać. Pełnią one kluczową rolę w regulacji różnorodnych procesów fizjologicznych takich jak regulacja wzrostu łodygi czy utrzymanie stanu spoczynku pąków i nasion.

Najważniejsze hormony roślinne – kwas salicylowy

Jednym z fitohormonów, czyli hormonów roślinnych jest kwas salicylowy. Jest on naturalnym regulatorem wzrostu i rozwoju roślin, który reguluje szereg różnych procesów takich jak fotosynteza, transpiracja, pobieranie i transport jonów oraz, co istotne, zawiaduje mechanizmem odporności roślin. Rośliny, tak jak ludzie posiadają mechanizmy obronne, które pozwalają im bronić się przed patogenami.

Jednakże mechanizmy te nie są tak efektywne jak mechanizmy występujące u ludzi. Możliwa jest natomiast stymulacja naturalnych mechanizmów obronnych roślin poprzez aplikację różnych substancji aktywnych. Jedną z takich substancji jest nowa i opatentowana pochodna kwasu salicylowego opracowana grupę naukowców z Poznańskiego Parku Naukowo-Technologicznego Fundacji Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.

Nowe badania nad uzyskaniem analogów hormonów roślinnych

Opracowanie nowej substancji aktywnej jest efektem badań prowadzonych przez zespół dr hab. inż. Marcina Śmiglaka od 2013 roku. W pierwszym etapie realizowanych badań prowadzone były prace nad zaprojektowaniem i otrzymaniem nowych substancji aktywnych będących analogami funkcjonalnymi kwasu salicylowego, czyli substancjami, które działają w taki sam sposób.

Kolejne etapy prac zakładały prowadzenie testów aktywności biologicznej substancji poczynając od prostych testów pozwalających w szybki i rzetelny sposób ocenić aktywność otrzymanych substancji, kończąc na testach potwierdzających skuteczność badanych substancji w warunkach polowych. Efektem tych prac było opracowanie i wykazanie skuteczności nowej pochodnej kwasu salicylowego określanej ja

Hormony w przypadku organizmu człowieka tworzą niezwykle złożony system, którego prawidłowe działanie ma zasadnicze znaczenie dla funkcjonowania całego organizmu. Nie inaczej jest w przypadku roślin, których układ hormonalny nie jest aż tak złożony jak układ hormonalny człowieka, ale mimo to wykazuje z nim pewne wspólne elementy. Wspólnym elementem obu tych układów jest oddziaływanie hormonów na układ odpornościowy, który w przypadku roślin ma kluczowe znaczenie w kontekście kształtowania potencjału plonotwórczego.

Czym są fitohormony?

Fitohormony (hormony roślinne) to związki organiczne i substancje aktywne, których działanie można porównać do ludzkich hormonów. Wśród nich wymienić można między innymi gibereliny, auksyny czy cytokininy. Ich głównym zadaniem jest regulacja wzrostu roślin. Mogą go zarówno spowalniać, hamować jak i przyspieszać. Pełnią one kluczową rolę w regulacji różnorodnych procesów fizjologicznych takich jak regulacja wzrostu łodygi czy utrzymanie stanu spoczynku pąków i nasion.

Najważniejsze hormony roślinne – kwas salicylowy

Jednym z fitohormonów, czyli hormonów roślinnych jest kwas salicylowy. Jest on naturalnym regulatorem wzrostu i rozwoju roślin, który reguluje szereg różnych procesów takich jak fotosynteza, transpiracja, pobieranie i transport jonów oraz, co istotne, zawiaduje mechanizmem odporności roślin. Rośliny, tak jak ludzie posiadają mechanizmy obronne, które pozwalają im bronić się przed patogenami.

Jednakże mechanizmy te nie są tak efektywne jak mechanizmy występujące u ludzi. Możliwa jest natomiast stymulacja naturalnych mechanizmów obronnych roślin poprzez aplikację różnych substancji aktywnych. Jedną z takich substancji jest nowa i opatentowana pochodna kwasu salicylowego opracowana grupę naukowców z Poznańskiego Parku Naukowo-Technologicznego Fundacji Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.

Nowe badania nad uzyskaniem analogów hormonów roślinnych

Opracowanie nowej substancji aktywnej jest efektem badań prowadzonych przez zespół dr hab. inż. Marcina Śmiglaka od 2013 roku. W pierwszym etapie realizowanych badań prowadzone były prace nad zaprojektowaniem i otrzymaniem nowych substancji aktywnych będących analogami funkcjonalnymi kwasu salicylowego, czyli substancjami, które działają w taki sam sposób.

Kolejne etapy prac zakładały prowadzenie testów aktywności biologicznej substancji poczynając od prostych testów pozwalających w szybki i rzetelny sposób ocenić aktywność otrzymanych substancji, kończąc na testach potwierdzających skuteczność badanych substancji w warunkach polowych. Efektem tych prac było opracowanie i wykazanie skuteczności nowej pochodnej kwasu salicylowego określanej ja

Wyniki badań w kontekście wykorzystania hormonów w rolnictwie

Przeprowadzone badania potwierdziły skuteczność działania ILSAR związaną ze stymulacją mechanizmów obronnych rośliny. Efekty działania tej substancji związane ze zmniejszeniem podatności roślin na choroby wpływają również pozytywnie na zwiększenie potencjału plonotwórczego rośliny.

Co istotne, mechanizm takiego oddziaływania na rośliny jest uniwersalny dla wszystkich gatunków roślin. Kolejną zaletą stosowania ILSAR jest brak ryzyka związanego z nabyciem odporności przez patogeny. Wynika to z faktu, iż mechanizm działania tej substancji ukierunkowany jest na pobudzanie metabolizmu rośliny, a nie wykazuje działania na patogeny. Dlatego też stosowanie tego typu substancji jest bezpieczne dla środowiska, ponieważ nie zaburzają one bioróżnorodności
.

Technologia ILSAR

Opracowanie technologii ILSAR i wykazanie aktywności biologicznej w testach rolniczych było istotnym osiągnięciem, natomiast nie był to koniec drogi do wdrożenia tej technologii do praktyki rolniczej. Kolejnym krokiem był powrót do laboratorium i praca nad optymalizacją i skalowaniem procesu syntezy.

Początkowo substancja ILSAR była otrzymywana w ilościach wystarczających do prowadzenia niezbędnych testów i doświadczeń polowych, natomiast taka skala nie była wystarczająca do podjęcia próby komercyjnego wdrożenia. Opracowany proces syntezy musiał być przede wszystkim wydajny, ale również musiał pozwalać na uzyskanie substancji aktywnej z odpowiednią czystością. Po blisko rocznych pracach w tym zakresie opracowano proces w takiej skali, która pozwala na komercyjne zastosowanie tej substancji w praktyce rolniczej.

Rola Poznańskiego Parku Naukowo-Technologicznego w rozpowszechnieniu ILSAR

Poznański Park Naukowo-Technologiczny Fundacji Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza, poza faktem posiadania statusu jednostki naukowej, jest również jednostką otoczenia biznesu, która wspiera rozwój takich innowacyjnych technologii. Pozwoliło to opracowanie odpowiedniego modelu komercjalizacji tej technologii oraz stanowiło wsparcie w zakresie poszukiwania zainteresowanych podmiotów, oraz późniejszych negocjacji. Przy wspólnym udziale zespołu naukowego składającego się dr hab. inż. Marcina Śmiglaka, dr. Rafała Kukawki i Macieja Spychalskiego oraz ekspertów FUAM, podjęto decyzję o powołaniu spółki spin-off, która jest odpowiedzialna za komercjalizację tego rozwiązania.

Opisywany początek współpracy z firmą Agriport Sp. z o.o. jest przykładem skutecznego transferu technologii z jednostek naukowych. Jest to jednocześnie przykład skutecznego przełamania barier obecnych we współpracy nauki i biznesu. Istotnym faktem jest to, że odkrycie dokonane przez polskich naukowców wdrażane jest przez polską firmę, której celem będzie opracowanie ostatecznego produktu (KILLFIX SAR) niespotykanego wśród obecnie stosowanych produktów agrochemicznych.