Селекционеры нашли способ повысить урожайность зерновых, растущих в жару
Новый механизм, действующий в генах зерновых, который может помочь производителям сельскохозяйственных культур достичь высоких урожаев при повышении температуры окружающей среды, обнаружила международная группа исследователей, 29 июня сообщает информационный портал научных новостей Phys.org.
Производство зерна очень чувствительно к изменяющимся условиям окружающей среды. Известно, что повышение температуры снижает количество семян, которые может произвести каждое растение.
Одно из решений — увеличить количество цветов или ветвей на каждом «колосе», являющемся репродуктивной структурой, с которой собирают зерно. В исследовании изучалась возможность увеличения производства семян за счет репродуктивных механизмов растений, которые реагируют на высокие температуры.
«Зерновые культуры, такие как пшеница и ячмень, приносят австралийской экономике более $12 миллиардов, — сообщил ведущий автор исследования доктор Ганг Ли из Исследовательского института Уэйта при Университете Аделаиды (Южная Австралия). — Гены, которые контролируют количество зерна, производимого одним растением при более высоких температурах, являются действительно привлекательными целями для селекционеров и исследователей, особенно перед лицом меняющихся условий окружающей среды».
В ходе исследования команда ученых обнаружила новый механизм, с помощью которого белок ячменя, известный как HvMADS1, регулирует количество цветков, образующихся на каждом колосе в ответ на высокие температуры. Исследователи смогли продемонстрировать, что HvMADS1 имеет решающее значение для поддержания неразветвленного колоса ячменя при высоких температурах окружающей среды.
Используя технику редактирования генома, исследователи создали новые растения, которые лишены функции HvMADS1. Ученые смогли преобразовать неразветвленный колос ячменя в разветвленную структуру, дающую больше цветов при высоких температурах окружающей среды.
«В конечном итоге это может привести к производству большего количества зерна с одного растения», — заявил Ли.
Соавтор исследования, заместитель директора Исследовательского института Уэйта Мэтью Такер сообщил:
«Исследование раскрывает новую роль этого семейства белков в реагировании на температурные изменения и управлении составом цветов на стебле. В связи с прогнозируемым во всем мире повышением температуры перед растениеводами и селекционерами стоит огромная задача — получить урожай, необходимый для кормления растущего населения при более высоких температурах. Теперь ученые могут предложить способ, как разводить климатически оптимизированные растения для поддержания продуктивности».
По мнению исследователей, эта работа открывает новые возможности для селекции сельскохозяйственных культур, и направлена на преодоление традиционного компромисса между термостойкостью и высокой урожайностью.