Генетика может быть ключевым фактором, ограничивающим урожайность

Новое исследование доктора Ника Пуллена и команды из Центра Джона Иннеса (Великобритания) показывает, что собственные гены растения, а не доступность питательных веществ, воды и солнечного света, могут быть реальным ограничивающим фактором роста.

Доктор Пуллен заявляет: «Это может иметь потенциально большие последствия для сельскохозяйственной отрасли. Наша модель-растение принадлежит к тому же семейству, что и капуста, поэтому легко представить создание гигантской капусты или её выращивание до желаемого рыночного размера быстрее, чем сейчас».

Ранее предполагалось, что рост растений в целом ограничен ресурсами, то есть растения растут настолько крупно и быстро, насколько позволяет фотосинтез. Однако команда представила доказательства, что рост растений на самом деле «ограничен стоком» (sink-limited). Это означает, что генетическая регуляция и скорость деления клеток играют гораздо большую роль в контроле роста, чем считалось ранее.

«Мы предполагаем, что рост растений не ограничен физически чистой первичной продукцией (Net Primary Productivity, NPP) или окружающей средой, а вместо этого ограничен генетически в ответ на эти сигналы, чтобы они не стали лимитирующими», — поясняет доктор Пуллен.

Путём генетического изменения репрессоров роста у Arabidopsis учёные создали мутантные линии. Они определили метаболические скорости разных линий, измеряя скорость фотосинтеза и дыхания, а также сравнивая размер и вес растений для отслеживания различий в физическом росте.

Команда также выращивала мутантные линии при разных температурах, чтобы проверить, изменятся ли результаты. Доктор Пуллен отмечает: «При выращивании при разных температурах мы по-прежнему обнаруживаем разницу в размере между диким типом и мутантами. Это говорит о том, что наши результаты должны быть применимы в разных климатических условиях».

Влияние этих результатов широко, и доктор Пуллен предполагает, что они могут даже изменить подход к анализу глобальных климатических данных: «Климатические модели должны включать генетические элементы, потому что в настоящее время большинство этого не делает, и их прогнозы были бы значительно улучшены с лучшим пониманием потребности растений в углероде».