Изучение диких растений помогает понять высокие риски потепления климата
Новое исследование, опубликованное в журнале Botany, изучает, насколько хорошо дикие виды калифорнийской горчицы переносят повышение температур. Цель работы — лучше понять влияние теплового стресса на растения в условиях потепления климата. Это исследование вносит важный вклад в растущий массив работ, направленных на понимание влияния глобального изменения климата на нашу способность выращивать растения для пищи.
Термотолерантность, то есть способность организма выдерживать жару, — особенно важная черта для растений, поскольку они закреплены на месте и не могут переместиться в более прохладные места, чтобы избежать теплового стресса. Растения должны переносить широкий спектр стрессов, чтобы выживать, расти и размножаться. Устойчивость к внешним стрессам, таким как холод, засоление или жара, может оказывать значительное влияние на продуктивность растений и их биогеографию. Глобальное изменение климата и связанное с ним повышение температур окажут существенное, но ещё не до конца понятное влияние как на урожайность сельскохозяйственных культур, так и на выживание диких видов растений. На сегодняшний день очень мало известно о реакции диких растений на стресс от высоких температур.
В этом исследовании учёные из Университета Сан-Диего и Сиенского колледжа изучили представителей рода Boechera — большого рода, насчитывающего более 100 видов, ограниченного Северной Америкой и встречающегося в основном к западу от Скалистых гор, — чтобы лучше понять, как эти растения реагируют на тепловой стресс. Исследование обнаружило чёткие доказательства того, что виды Boechera более термотолерантны, чем модельный вид Arabidopsis thaliana, и что между видами Boechera существуют значительные различия в том, как они переносят жару, с точки зрения флуоресценции хлорофилла и экспрессии генов теплового шока.
«Наше исследование подчёркивает, что среди диких растений существует значительная естественная изменчивость по термотолерантности и экспрессии генов теплового шока. По мере потепления климата становится крайне важным углубить наше понимание реакций растений на высокие температуры и чётко понять стратегии, способствующие термотолерантности», — говорит доктор Элизабет Уотерс. — «Наше исследование показывает, что существует значительная естественная вариация в том, как растения реагируют на температурный стресс».
Исследование также приходит к выводу, что Boechera — удобная система для изучения термотолерантности, и дальнейшее изучение этих видов даст ценные сведения о механизме термотолерантности у растений. «Продолжение исследований этого интересного местного калифорнийского вида должно дать важное понимание того, как растения приобретают термотолерантность и защищают фотосинтез от теплового стресса», — продолжает доктор Уотерс.
Эта работа вносит важный вклад в выявление как растений, находящихся в наибольшей группе риска в условиях потепления климата, так и тех, которые обладают способностью выдерживать высокие температуры. Обладая этими знаниями, исследователи могут углубить понимание термоустойчивости с целью улучшения сельскохозяйственных культур, которые не способны противостоять стрессу от высоких температур. Это и другие исследования ясно показывают, что изменение климата с его повышающимися температурами и более частыми волнами жары окажет серьёзное влияние как на культурные, так и на дикие виды растений.