Yusuph Olawale Abiola uuris doktoritöös kliimamuutuste mõju taimede fotosünteesile ja stressitaluvusele

Doktoritöö juhendaja on Eesti Maaülikooli professor Ülo Niinemets, oponent professor Francesco Loreto (University of Naples Federico II, Itaalia).

Kliimamuutused mõjutavad taimede kasvu ja ainevahetust

Kliimamuutuse peamised tegurid nagu temperatuuri tõus ja vee kättesaadavuse vähenemine vähendavad põllumajandustaimede fotosünteesi ning saagipotentsiaali. Atmosfääri süsihappegaasi (CO₂) kontsentratsiooni suurenemine kiirendab küll kliima soojenemist, kuid mõjutab otseselt ka taimede ainevahetust. Kõrgem CO₂ sisaldus võib fotosünteesi stimuleerida ainult siis, kui taimede käsutuses on piisavalt toitaineid. Sageli piirab aga kiirenenud kasv lämmastiku ja fosfori kättesaadavust, mis võib viia fotosünteesi vähenemiseni.

Doktoritöös uuriti kõrgenenud CO₂ kontsentratsiooni ja kuumastressi mõju taimede lehe struktuurile, fotosünteesile ning lenduvate orgaaniliste ühendite emissioonidele erinevates arenguetappides. Erilist tähelepanu pöörati sellele, kuidas taimede vastused sõltuvad liigist ja lehe vanusest.

Liigid reageerivad muutuvatele tingimustele erinevalt

Uuringu tulemused näitasid tugevat liigispetsiifilisust. Näiteks suurendas kõrgenenud CO₂ kontsentratsioon avokaado (Persea americana) lehepinda ja kuivmassi, samas kui oga-annoona (Annona muricata) puhul need näitajad vähenesid. Samuti muutusid taimede toitainete sisaldus ja fotosünteesivõime liikide lõikes erinevalt.

Tulemused kinnitasid, et taimede reaktsioonid muutuvatele keskkonnatingimustele sõltuvad suuresti nende kasvustrateegiast, lehtede ehitusest ja ressursside kasutamise viisidest. Seetõttu ei ole võimalik kõigi liikide käitumist kliimamuutuste tingimustes ühtmoodi prognoosida.

Kuumastress kahjustab fotosünteesi

Kuumastress on üks kiiremini sagenevaid abiootilisi stressitegureid, mille mõju ulatub fotosünteesist hormonaalse regulatsioonini. Doktoritöö tulemused näitasid, et kuumastress vähendas fotosünteesi peamiselt õhulõhedest sõltumatute mehhanismide kaudu, kahjustades fotosünteesi biokeemilisi protsesse.

Samuti uuriti taimede lenduvate orgaaniliste ühendite emissioone, mis on oluline osa stressivastusest. Kuumastress suurendas ühendite emissiooni, mis viitavad rakumembraanide kahjustustele ja taimede kaitsemehhanismide aktiveerumisele. Lisaks selgus, et eelnev mõõdukas stress ehk priming parandas pune (Origanum vulgare) kuumataluvust ning kiirendas taimede taastumist pärast stressiperioodi.

Doktoritöö näitab, et taimede vastus kõrgenevale CO₂ kontsentratsioonile ja kuumastressile sõltub nii liigispetsiifilistest omadustest kui ka lehtede arengufaasist. Tulemused aitavad paremini mõista taimede kohanemisvõimet tuleviku kliimatingimustes ning toetavad põllumajanduse ja ökosüsteemide muutuste prognoosimist.

Doktoritööga saab tutvuda Eesti Maaülikooli digitaalarhiivis EMÜ DSpacelink opens in new page.