S spoznanji iz delovanja rastlin z učinkovitim privzemom mineralnih hranil do izboljšane preskrbe z minerali

Med pomembnimi esencialnimi elementi za človek je cink (Zn), ki je potreben za skoraj vse procese v našem telesu. Premalo Zn torej vpliva na številne sisteme negativno. Z nezadostnim Zn postanemo bolj dovzetni za okužbe in smo manj produktivni, dolgotrajno pomanjkanje Zn pa lahko povzroči hude okvare rasti in oslabljeno delovanje možganov. Dosežen je bil znaten napredek pri povečanju koncentracije teh elementov v užitnih rastlinskih tkivih in zlasti v osnovnih živilih. Postopek se imenuje biofortifikacija. Povečanje vsebnosti biološko dostopnih bistvenih mineralnih elementov v pridelku je mogoče doseči z žlahtnjenjem rastlin, transgenimi tehnikami ali agronomskimi praksami. Za nadaljnje napredovanje strategij biofortifikacije je potrebno poglobljeno razumevanje mreže dejavnikov, ki vplivajo na hiperakumulacijo Zn (izjemna sposobnost kopičenja koncentracij Zn, ki se šteje za strupene za večino rastlin) in Zn homeostazo v listnatih in žitnih kmetijskih rastlin. Namen projekta je poiskati vzročne zveze med kvantitativno informacijo o tkivno specifični porazdelitvi Zn in mreže genske ekspresije v modelni rastlini s sposobnostjo hiperakumulacije Zn (Arabidopsis halleri), v eni izmed listnatih zelenjav (kapusnice; Brassica oleracea) in v dveh žitih (treh vrstah prosa in v pšenicah, ki se razlikujejo v diploidnosti). V projekt bomo vključili tudi rastline prosa, ki veljajo za na sušo najbolj tolerantne kmetijske rastline, in in pšenice z različnimi ploidnostmi, da bi proučili povezavo med izražanjem genov in učinkovtostjo uporabe Zn, kopičenjem in vezavne oblike Zn v zrnju teh rastlinah. Za dopolnitev k osnovnim informacijam o genskem omrežju pri vsaki od vrst bomo uporabili tehniko vizualizacije, ki omogoča kvantitativno oceno tkivno specifičnega kopičenja Zn in sicer emisijo rentgenskih žarkov inducirano s fokusiranim žarkom, ki je na voljo na Institutu »Jožef Stefan«. V primeru, ko bomo potrebovali analizo z večjo občutljivostjo in slabšo resolucijo bomo uporabili lasersko ablacijo z induktivno sklopljeno masno spektrometrijo plazme, ki je dostopna na Kemijskem inštitutu. V okviru štirih delovnih sklopov in dvanajstih ciljev bo project izvajala interdisciplinarna ekipa, ki jo sestavljajo nacionalni in mednarodni strokovnjaki na svojih področjih, da bi zagotovili znanje, ki ga potrebujejo rastlinski biologi, agronomi, prehranski tehnologi, prehranski strokovnjaki in uradniki za nadzor kakovosti in razvoj bolj hranljivih živil. Številne priložnosti za sodelovanje v dejavnostih na področju informiranja znotraj inštitutov in sodelujočih univerz bodo omogočile interakcijo s širšo javnostjo, spodbujale dialog o pomembnosti prehrane rastlin za bolj zdrave skupnosti in pomen reševanja znanstvenih vprašanj na interdisciplinaren način. Projekt bo omogočil obsežno izmenjavo znanja, saj bo ponudil odprt dostop do vseh rezultatov in omogočil usposabljanje doktorskih študentov in mladih doktorjev, ki bodo pridobili edinstvenega nabora tehničnih znanj na področju vrhunskih tehnologij ter za razvoj komunikacijskih veščin (pisnih in govornih) in znanja za vodenje projektov.