V impaktovaném periodiku New Biotechnology vyšla studie „Similar yield of modern maize hybrids under drought is provided by different physiological and metabolic mechanisms“ od autorů Tetiana Satarova – Petr Soudek – Radka Podlipná – Šárka Petrová – Daniel Haisel – Katka Moťková – Marcella Dvořáková – Petr Hošek – Vladyslav Cherchel – Boris Dziubetskyi – Katerina Denysiuk – Mukola Dudka – Dmytro Kozariichuk. Výsledek je součástí aktivity dr. Petra Soudka Využívání biocharu pro zlepšení vlastností půdy v historie civilizace řešené v rámci programu Epicentra civilizace – Inteligentní domácnosti, technologie a společnost.
Trvalý link ZDE
Studie se zabývá mechanismy, které umožňují moderním vysoce výnosným hybridům kukuřice zachovat produkci zrna i za podmínek dlouhodobého nedostatku vody. Autoři porovnávali dva elitní F1 hybridy kukuřice H.393 (DK9523S×DK5002) a H.166 (DKD3976M×DKD3023MV), vyšlechtěné pro podmínky ukrajinské stepní oblasti. Oba hybridy dosahovaly v suchých letech 2022–2024 podobných výnosů, přibližně 5,75–8,57 t/ha, přestože se ukázalo, že k odolnosti vůči suchu využívají výrazně odlišné fyziologické a metabolické strategie.
Experiment kombinoval kontrolované dlouhodobé sucho ve skleníku v České republice s čtyřletými polními experimenty na Ukrajině v letech 2021–2024. Výsledky ukázaly, že stejné nebo velmi podobné výnosové stability lze dosáhnout dvěma zásadně odlišnými biologickými cestami. Hybrid H.393 reagoval na nedostatek vody především rychlým omezením ztrát vody. Výrazněji svinoval listy, aktivoval antioxidační obranu – zejména guajakolperoxidázu – a vykazoval změny v hospodaření se sodíkem a hořčíkem. Současně však u něj docházelo k výraznějšímu omezení fotosyntetické aktivity, poklesu chlorofylů a karotenoidů a snížení výkonnosti fotosystému II. Tato kombinace znaků odpovídá především strategii vyhýbání se suchu (drought avoidance), při níž rostlina omezuje metabolickou aktivitu a spotřebu vody, aby období nedostatku vody přežila. Hybrid H.166 naproti tomu využíval strategii skutečné tolerance sucha (drought tolerance). Rostliny výrazně omezily výšku, ale dokázaly lépe zachovat funkčnost fotosyntetického aparátu. Charakteristická byla velmi silná akumulace prolinu, stabilnější aktivita fotosystému II, vysoké hodnoty indexu PIABS, menší ztráty fotosyntetických pigmentů a účinnější udržování minerální homeostázy. H.166 si za vodního stresu lépe zachovával zejména P, K, Fe, Cu, Mn a Zn. Listy navíc téměř nesvinoval, což naznačuje, že jejich vodní stav zůstával nad kritickou hranicí.
Studie ukazuje, že odolnost moderních hybridů kukuřice vůči suchu nelze posuzovat pouze podle výsledného výnosu. Dva hybridy se srovnatelnou produktivitou mohou stejného výsledku dosahovat zcela odlišnými mechanismy. H.393 představuje strategii založenou více na omezení ztrát vody, morfologických reakcích, osmotické regulaci a utlumení fotosyntetické aktivity, zatímco H.166 zachovává metabolickou a fotosyntetickou aktivitu prostřednictvím akumulace prolinu, stabilnějšího fotosystému II, antioxidační ochrany a udržování iontové a minerální homeostázy. Výsledky proto zdůrazňují význam kombinování fyziologických, biochemických, fotochemických a minerálních markerů při šlechtění kukuřice na odolnost vůči suchu.