Ученые на пути создания засухоустойчивой пшеницы: исследование
Выращивание пшеницы в засушливых условиях в будущем может стать проще благодаря новым генетическим исследованиям Калифорнийского университета в Дэвисе. Международная группа ученых обнаружила, что правильное количество копий определенной группы генов может стимулировать более длительный рост корней, позволяя растениям пшеницы получать воду из нижних слоев почвенного горизонта. Согласно исследованию, результаты которого опубликованы в журнале Nature Communications, растения имеют больше биомассы и дают более высокий урожай.
По словам профессора Гилада Габая, исследование предоставляет новые инструменты для изменения «архитектуры» корней пшеницы, чтобы растения могли без проблем произрастать в засушливых условиях.
Корни - ключ к повышению урожайности в засуху
Как отметили ученые, селекционерами в разные годы была проведена огромная работа по улучшению производственных характеристик пшеницы, но потери от нехватки воды могут свести на нет кропотливую многолетнюю работу. Растения, которые смогут адаптироваться к условиям маловодья и при этом иметь высокие показатели урожайности будут иметь ключевое значение в мировом сельском хозяйстве.
До сих пор мало что было известно о генах, влияющих на корневую структуру пшеницы. Открытие семейства генов OPRIII, влияющих на длину корневой системы, стало важным шагом в мировой селекции.
«Дупликация генов OPRIII приводит к увеличению выработки растительного гормона - жасмоновой кислоты, которая помимо других «опций» способствует ускоренному образованию боковых корней. В зависимости от «дозировки» данных генов в процессе селекции можно получать разные по длине и количеству боковых ответвлений корни у растений пшеницы». Хорхе Дубковский - соавтор исследования.
От геномики к селекции
Чтобы получить более длинные корни, команда исследователей использовала технологию редактирования генов CRISPR, чтобы удалить некоторые гены OPRIII, которые дублировались в линиях пшеницы с более короткими корнями. Снижение количества генов OPRIII привело к удлинению корневой системы.
«Точная настройка дозы генов OPRIII может позволить нам создать корневую систему, которая будет полностью адаптирована не только к засухе, но и к другим стрессовым условиям произрастания». Гилад Габай - автор исследования.
Полученные данные о правильной комбинации генов позволят ученым создавать новые сорта пшеницы, которые можно выращивать в условиях маловодья.