Учёные обнаружили ген устойчивости к засухе, который может помочь растениям бороться с глобальным потеплением

Глобальное потепление усиливает засухи, что может иметь разрушительные последствия для сельского хозяйства. Учёные из Гонконгского университета (HKU) разработали технологию, способную решить эту проблему. Технология, на которую подана патентная заявка, была лицензирована международной сельскохозяйственной компании Agragen LLC, специализирующейся на масличной культуре Camelina sativa.

Суть открытия

Лаборатория профессора Чай Ми Лен (Chye Lab) в HKU идентифицировала в модельном растении Arabidopsis thaliana ген ACBP2, кодирующий ацил-КоА-связывающий белок (ACBP). Этот ген может придавать трансгенным растениям устойчивость к засухе.

Механизм действия

  • Повышенная экспрессия гена ACBP2 (оверэкспрессия) в трансгенных линиях Arabidopsis способствует закрытию устьиц, снижает потерю воды и повышает устойчивость к засухе.
  • Ген ACBP2 экспрессируется в замыкающих клетках, регулирующих размер устьичной щели. Он индуцируется засухой и фитогормоном абсцизовой кислотой (ABA), которая запускает защитный путь.
  • У растений с оверэкспрессией ACBP2 наблюдается опосредованная ABA выработка активных форм кислорода (ROS) в замыкающих клетках, что и приводит к закрытию устьиц.
  • Мутантные растения acbp2, лишённые функции этого гена, оказались более чувствительны к засухе.
  • Оверэкспрессия ACBP2 повышает экспрессию NAD(P)H-оксидаз AtrbohD и AtrbohF, необходимых для ABA-опосредованной выработки ROS, и подавляет экспрессию негативного регулятора HAB1.

Публикация и коммерциализация

Исследование было опубликовано в журнале Plant Cell and Environment (Vol. 36, стр. 300-314) в 2013 году. Первым автором выступил доктор Ду Чжи-янь (Du Zhi-yan) из лаборатории Чай, который также является соавтором патентной заявки.

Технология лицензирована для потенциального применения в производстве и коммерциализации масла Camelina sativa. Эта культура обладает преимуществами: адаптивностью к суровым условиям, низкими требованиями к удобрениям и пестицидам, возможностью выращивания на маргинальных землях и в севообороте. Создание засухоустойчивых сортов сделает её ещё более эффективным источником биотоплива.