Поскольку растения не могут перемещаться, когда ресурсов становится мало, им необходимо эффективно регулировать свой рост, реагируя на сигналы окружающей среды. Засуха является наиболее важной причиной снижения роста растений и урожайности, что делает понимание реакции растений на засуху очень ценным для сельского хозяйства. Группа исследователей VIB и Университета Гента решила пролить больше света на эту жизненно важную тему в рамках исследовательской инициативы под руководством профессора Дирка Инзе. Исследование дало важные сведения о том, как растения справляются с условиями ограничения воды, что может направить передовые усилия по селекции и генной инженерии на создание высокопроизводительных, засухоустойчивых сельскохозяйственных культур. Результаты опубликованы в ведущем академическом журнале The Plant Cell..
Ученые предсказывают, что изменение климата вызовет массовые проблемы в сельском хозяйстве, в основном в виде засухи, особенно при отсутствии пресной воды и ирригационной инфраструктуры. Результатом может стать чрезвычайная нехватка продовольствия, поэтому для ученых очень важно найти новые способы защиты сельскохозяйственных культур от засухи на генетическом уровне. Но прежде чем они смогут это сделать, им необходимо больше узнать о том, какие гены отвечают за изменения скорости роста растений в условиях засухи.
Масштабное исследование с использованием новейших технологий генетического анализа
До этого крупнейшего в своем роде исследования, проведенного группой под руководством профессора Дирка Инзе, ученые мало что знали о генах и генетических процессах, которые заставляют одни растения ограничивать свой рост в условиях засухи, в то время как другие растут нормально. Чтобы узнать больше об этих генах, регулирующих рост, д-р. Команда Инзе в тесном сотрудничестве с доктором Артуром Корте из GMI (Австрия) и Вюрцбургского университета (Германия) изучила генетическую изменчивость 100 типов (образцов) модельного растения Arabidopsis thaliana. Выращивая эти растения в условиях умеренного стресса от засухи, они провели углубленный клеточный и молекулярный анализ реакции каждого растения. Результаты их удивили.
Профессор Инзе (VIB-Гентский университет): «Мы наблюдали огромные различия в засухоустойчивости среди 100 образцов: некоторые росли нормально, в то время как другие оставались очень маленькими. Этот крупномасштабный анализ позволил нам точно определить, какие гены играют роль. ключевую роль в механизме защиты растений от засухи. Это было удивительное путешествие, чтобы разгадать огромную сложность этих механизмов - разнообразие природы - отличная среда для обучения."
Идентифицированы основные гены, подверженные стрессу от засухи
На молекулярном уровне, хотя разнообразие реакции различных образцов на засуху было огромным, практически у всех 100 видов арабидопсиса было затронуто лишь небольшое количество генов. Эти гены являются основой защитной реакции растения на засуху.
Профессор Инзе (VIB-Гентский университет): «Это исследование помогло понять, как растения справляются с условиями ограничения воды, что может направить передовые усилия по селекции и генной инженерии на создание высокопроизводительных, засухоустойчивых культурных растений. На следующем этапе исследования мы изучим и классифицируем функции идентифицированных нами генов не только в модельных организмах, но и в сельскохозяйственных и экономически важных культурах, таких как кукуруза».