Медь в питании пшеницы.
Не секрет, что количество доступных сельскохозяйственных угодий в мире сокращается. Если связать это явление с ростом мирового населения до почти 10 миллиардов к 2050 году, не удивительно, что еды на всех может не хватить. Поэтому ученые занимаются поиском увеличения урожайности основных продовольственных культур, и им есть чем похвастаться.
Два научных сотрудника из Корнелльского университета, США, изучают перспективы увеличения урожая пшеницы при поддержке американского Минсельхоза и Национального института продовольствия, которые выделили на данные исследования грант в сумме 500 000 долларов США.
Д-р Елена Ватаманюк и д-р Марк Сорреллс изучают физиологические, молекулярные и генетические механизмы того, как растения усваивают важный элемент питания — медь. Известно, что дефицит меди снижает урожайность сельскохозяйственных культур, но еще неизвестно, как именно происходит процесс поглощения меди и то, как именно вещество влияет на плодородие.
В предыдущих исследованиях на Резуховидке Таля, растения, которое обычно используется в экспериментах, ученые выяснили, что два белка играют основную роль в поглощении меди и теперь они ищут способы, как применить данные к пшенице.
Команда использует передовое оборудование: технологию редактирования генов CRISPR / CAS9; ускоритель частиц, называемый синхротронной рентгеновской флуоресцентной визуализацией, для визуализации распределения меди в растении; РНК-секвенирование и количественное отображение признаков для идентификации дефицита меди, а также ряд других инновационных приборов, которые помогут определить области хромосомы, связанные с улучшением переноса меди на репродуктивные органы пшеницы для увеличения урожайности зерна.
Пока еще рано проводить полевые испытания, но д-р Ватаманюк сказала, что лабораторная работа с родственником пшеницы – Трахинией двуколосковой, чей относительно небольшой размер генома делает растение удобным для генетического секвенирования, показала обнадеживающие результаты. Ученым удалось увеличить поглощение меди, что привело к 7-кратному увеличению урожайности. Знания, полученные в этом проекте, в дальнейшем будут применимы к другим зерновым культурам, включая рис, ячмень и овес.
В случае успеха это исследование могло бы улучшить урожай зерновых на почвах, которые в настоящее время считаются непригодными для земледелия, а в перспективе, возможно, пригодится для того, чтобы накормить весь мир.