Вчені відкрили ключ до посухостійких рослин пшениці з довшим корінням
Вирощування пшениці в посушливих умовах у майбутньому може стати простішим завдяки новим генетичним дослідженням Каліфорнійського університету в Девісі.
Міжнародна група вчених виявила, що правильна кількість копій певної групи генів може стимулювати більш тривале зростання коренів, дозволяючи рослинам пшениці отримувати воду з глибших джерел. Отримані рослини мають більше біомаси і дають вищий урожай зерна, згідно зі статтею, опублікованою в журналі Nature Communications.
За словами Гілада Габая, дослідника з докторським ступенем у Департаменті наук про рослини Каліфорнійського університету в Девісі та першого автора статті, дослідження надає нові інструменти для зміни архітектури коренів пшениці, щоб вони могли витримувати умови маловоддя.
Фотографія коренів, що містять різні дози сімейства генів, що впливають на архітектуру коренів, що дозволяє рослинам пшениці відрощувати довше коріння і споживати більше води. Надано: Гілад Габай / Каліфорнійський університет у Девісі.
Коріння ключ до підвищення врожайності у посуху
"Коріння відіграють дуже важливу роль у рослинах", - сказав він. «Корінь поглинає воду та поживні речовини для підтримки росту рослин. Це відкриття є корисним інструментом для розробки кореневих систем для підвищення врожайності пшениці за умов посухи».
Багато чого було зроблено для поліпшення виробництва пшениці, але втрати від нестачі води можуть звести нанівець інші поліпшення. Рослини, які можуть адаптуватися до умов маловоддя, але мають підвищену врожайність, матимуть ключове значення для вирощування достатньої кількості їжі для населення, що росте, перед лицем глобального потепління.
Досі мало що було відомо про гени, що впливають на кореневу структуру пшениці. Відкриття сімейства генів, відомого як OPRIII, та того, що різні копії цих генів впливають на довжину кореня, є важливим кроком, сказав заслужений професор Хорхе Дубковський, керівник проекту у лабораторії, де працює Габай.
"Дуплікація генів OPRIII призводить до збільшення вироблення рослинного гормону під назвою жасмонова кислота, що викликає, серед іншого, прискорене утворення бічних коренів", - сказав Дубковський. «Різні дози цих генів можна використовуватиме отримання різних коренів».
Від геноміки до селекції
Щоб отримати довше коріння, команда дослідників використовувала технологію редагування генів CRISPR, щоб видалити деякі гени OPRIII, які дублювалися в лініях пшениці з більш коротким корінням. Навпаки, збільшення копій цих генів призводило до коротшого і розгалуженого коріння. Але вставка житньої хромосоми, що призвела до зменшення генів пшениці OPRIII, спричинила подовження коренів.
"Точне налаштування дози генів OPRIII може дозволити нам створити кореневу систему, адаптовану до посухи, нормальних умов та різних сценаріїв", - сказав Габай.
Знання правильної комбінації генів означає, що дослідники можуть шукати сорти пшениці, які мають ці природні варіації, та розводити їх для випуску виробникам, які садять в умовах маловоддя.
Джунлі Чжан, Херман Бургенер і Тайсон Хауелл з Департаменту наук про рослини зробили свій внесок у роботу над документом, а також дослідники з Китайського сільськогосподарського університету в Китаї, Університету Фудань у Китаї, Медичного інституту Говарда Хьюза в Меріленді, Каролінського інституту в Швеції, Національного Сан. Мартіна в Аргентині, Технологічного інституту Часкомусу в Аргентині, Каліфорнійського університету в Берклі, Хайфського університету в Ізраїлі та Центру метаболоміки Каліфорнійського університету в Ріверсайді.
P.S. На нашому сайті Ви можете переглянути перелік сортів, які зареєстровані в Україні, зокрема і сортів озимої пшениці. Також Ви можете переглянути оголошення щодо їх продажу або розмістити своє.
Також читайте: