Klimato kaita ir aplinkos sąlygų ekstremalėjimas globaliu mastu kelia iššūkius augalų produktyvumui ir išlikimui. Dėl neįprastų temperatūros pokyčių (įskaitant staigius šalčio epizodus), sausros, dirvožemio druskingumo ir sunkiųjų metalų taršos augalai patiria abiotinį stresą, kuris mažina derlingumą ir kelia grėsmę maisto saugumui. Todėl yra svarbu gilinti žinias augalų atsparumo mechanizmo tema ir kurti inovatyvias augalų apsaugos strategijas. Augalai prisitaiko prie nepalankių aplinkos sąlygų fiziologiniais, biocheminiais ir genetiniais mechanizmais. Pastaraisiais dešimtmečiais vis daugėja tyrimų, siekiančių išsiaiškinti augalų reakcijos į abiotinį stresą mechanizmus (Rouphael, Colla, 2020). Daug dėmesio skiriama antitioksidacinės sistemos veikimo, signalinių kelių (įskaitant fitohormonų), genų raiškos ir metabolitų tyrimams (Mittler, 2017; Verma et al., 2020). Greta fundamentinių augalų streso mechanizmo tyrimų vykdoma ir intensyvi šio mechanizmo genetinių, fiziologinių, biocheminių ir agronominių modifikavimo galimybių paieška. Šiuo metu svarbu, kad priemonės būtų ne tik inovatyvios priemonės bet ir tvarios (Zhao et al., 2021; Borrelli et al., 2018).
Šio tyrimo tikslas – išanalizuoti augalų fiziologinius ir biocheminius atsakus į abiotinį stresą bei ieškoti būdų jų tolerancijai didinti. Doktorantūros studijų metu bus tiriamos molekulinės, ląstelinės ir ekofiziologinės adaptacijos, ypatingą dėmesį skiriant antioksidacinių sistemų aktyvumui, signalinių kelių reguliacijai bei inovatyvių augalų apsaugos priemonių paieškai. Tikimasi, kad tyrimų rezultatai prisidės prie fundamentinių žinių plėtros bei praktiškai pritaikomų metodų kūrimo, kurie padės užtikrinti tvarią žemdirbystę, didesnį derlių ir augalų prisitaikymą prie kintančių aplinkos sąlygų.
Numatomi tyrimai bus vykdomi kontroliuojamomis sąlygomis laboratorijoje. Modelinių nepalankių aplinkos sąlygų ir augimo reguliatorių poveikis ekonomiškai naudingų augalų funkcionavimui ir produktyvumui bus vertinamas taikant fiziologinius-biocheminius ir morfometrinius metodus.
Klimato kaitos sąlygojamų veiksnių poveikis Žemės organizmų funkcionavimui ir ekosistemų būklei yra šiuo metu globaliai aktuali tema. Manoma, kad klimato kaita sukelia dažnesnius ekstremalius reiškinius, įskaitant gausius kritulius, stiprų vėją, karščio bangas ir sausras, galinčius sutrikdyti augalų augimą ir padaryti augalus pažeidžiamesnius. Klimato kaitos tyrimai rodo, kad daugelis augalų ateityje patirs didesnį stresą ir bus mažiau produktyvūs. Prognozuojama, kad karštais auginimo sezonais žemės ūkio augalų derlius gali sumažėti keliomis dešimtimis procentų. Todėl augalų reakcijos į besikeičiančias sąlygas ištyrimas svarbus ne tik fundamentine, bet ir praktine prasme.
Tyrimais yra parodyta, kad aukštesnė nei įprasta temperatūra lemia fiziologinius ir morfologinius augalo pokyčius. Ji paspartina augalų gyvenimo ciklą, augalai subręsta greičiau, todėl kinta fotosintezės intensyvumas ir mažėja derlius. Klimato kaitos poveikyje keičiantis augalų konkurencinėms sąlygoms iškyla būtinybė stiprinti žemės ūkio augalų gyvybines galias. Trūksta informacijos, kaip stresinės sąlygos paveiks augalų fiziologines reakcijas ir kokios draugiškos aplinkai priemonės gali būti naudingos žalingam poveikiui reproduktyvių organų formavimuisi sumažinti.
Tyrimai bus vykdomi natūraliomis lauko sąlygomis ir modelinėmis sąlygomis laboratorijoje. Žemės ūkio augalų produktyvumą nulemiančių procesų valdymo priemonių paieškai bus naudojami biostimuliatoriai. Modelinių klimato kaitos sąlygų ir biostimuliatorių poveikis ekonomiškai naudingų augalų funkcionavimui ir produktyvumui bus vertinamas taikant fiziologinius-biocheminius ir morfometrinius metodus. Prognozuojamų klimato sąlygų modeliavimas leis tirti galimą poveikį išteklių tvarumui bei atlikti priemonių jo apsaugai paiešką.
Numatomas doktoranto dalyvavimas tarptautiniuose mokslo renginiuose, kursuose, mokymuose. Darbo rezultatai bus viešinami tarptautinėse mokslinėse konferencijose ir publikuojami mokslo žurnaluose referuojamuose Clarivate Analytics Web of Science (CA WoS).