Если и есть что-то, что не нравится растениям картофеля, так это жара. Если температура слишком высока, растения картофеля образуют значительно меньше клубней, а иногда и вовсе не образуют клубней.
Биохимики из Университета Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге (FAU) выяснили, почему. Если температура повышается, так называемая малая РНК блокирует образование клубней. Ученые успешно отключили эту малую РНК и получили растения картофеля, более устойчивые к высоким температурам, что является важным вкладом в обеспечение урожайности в будущем с учетом изменения климата. Теперь они представили свои результаты в журнале Current Biology, издаваемом Cell Press.
Наряду с кукурузой, рисом, пшеницей и маниокой картофель является одним из важнейших основных продуктов питания во всем мире. Самые высокие урожаи можно получить при умеренных температурах, что означает около 21 градуса по Цельсию днем и 18 градусов ночью. При этих температурах и при правильной длине дня образуется белок, индуцирующий образование клубней, называемый SELF-PRUNING 6A (SP6A). Это вызывает образование клубней на растении, чтобы подготовить его к более холодным периодам. Однако, если температура очень высокая, как в лаборатории под руководством профессора доктора Уве Сонневальда в FAU, которая установила температуру 29 градусов днем и 27 градусов ночью, растения переключаются на своего рода программы роста, при которой они образуют больше зеленых побегов и листьев и практически не образуют клубней. Кроме того, немногочисленные образовавшиеся клубни содержат меньше крахмала и быстрее прорастают, а значит, они не такие питательные и быстрее загнивают.
«До настоящего времени механизм, предотвращающий клубнеобразование при высоких температурах, не был известен», - объясняет профессор доктор Уве Сонневальд, заведующий кафедрой биохимии FAU. Вместе со своей командой исследователей профессор доктор Сонневальд обнаружил малую РНК, состоящую примерно из 19 нуклеотидов и регулирующую формирование клубней в зависимости от температуры. РНК неактивна при низких температурах. При повышении температуры он блокирует образование SP6A и, следовательно, образование клубней.
На втором этапе ученые создали растения картофеля, в которых эффект малой РНК был деактивирован, и подвергли растения воздействию высоких температур в теплице. В результате эти растения продолжали давать клубни хорошего качества даже при температуре выше 29 градусов днем и 27 градусов ночью. «Наши результаты дают нам возможность выращивать картофель в будущем при повышении температуры», - говорит профессор, доктор Сонневальд. Следующим шагом для исследователей является тестирование растений картофеля в полевых условиях, чтобы увидеть, могут ли они выдерживать высокие температуры в реальных условиях.