Улучшение сельскохозяйственных культур, начиная с корней

Исследование с участием учёных из Ноттингемского университета приблизило нас к выведению более выносливых культур, которые лучше адаптируются к разным условиям среды и противостоят паразитам.

В статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), исследователи показали, что могут изменять рост корней у растения Arabidopsis thaliana (резуховидка Таля), контролируя важный регуляторный белок.

Доктор Ив Де Смет, стипендиат программы BBSRC David Phillips Fellowship в университете, отметил: «Население мира растёт, и новая зелёная революция становится ещё более насущной для обеспечения глобальной продовольственной безопасности. Для этого оптимизация корневой системы растений крайне важна, и эти последние результаты внесут значительный вклад в нашу цель — улучшить рост и урожайность культур в различных условиях среды».

Работа выполнена международной командой под руководством учёных из VIB и Гентского университета (Бельгия), с участием экспертов из Университета Уэйк Форест (США) и Института наук о растениях им. Альбрехта фон Галлера (Германия).

Биология корней растений важна для их здорового роста. Хотя эту «скрытую половину» растения часто упускали из виду, её значение всё больше признаётся наукой. Тем не менее, улучшение роста растений путём изменения архитектуры корневой системы — область, которая остаётся малоизученной, особенно с учётом критической роли растений в продовольственной безопасности.

В данном исследовании учёные изменяли уровни транскрипционного фактора WRKY23 в растениях, анализировали влияние на развитие корней и с помощью химического профилирования показали, что этот ключевой фактор контролирует биосинтез важных метаболитов — флавонолов.

Изменённые уровни флавонолов повлияли на распределение ауксина (гормона растений, контролирующего многие аспекты развития), что привело к нарушению роста корней.

Эти результаты могут быть использованы для создания новых линий растений, в том числе экономически ценных культур, с улучшенной корневой системой, что сделает их более устойчивыми к изменениям среды, способным нанести ущерб или снизить урожайность.

Кроме того, ранее было обнаружено, что WRKY23 играет роль во взаимодействии растений с некоторыми типами нематод-паразитов. Это может привести к дальнейшим исследованиям по предотвращению атак этих организмов на ранних стадиях роста растений.