Генетическое открытие задерживает цветение персика и защищает урожай от весенних заморозков

Учёные обнаружили ключевую генетическую мутацию у персиковых деревьев, контролирующую время цветения — критически важный признак для избегания весенних заморозков. Это открытие может трансформировать селекционную практику, позволив создавать поздноцветущие сорта фруктов, что снизит риски повреждения морозом и повысит урожайность.

Весенние заморозки представляют постоянную угрозу для производства фруктов в умеренном климате, нанося значительный экономический ущерб. Эффективной стратегией борьбы является выведение поздноцветущих сортов, которые зацветают после периода риска заморозков. Однако этому процессу мешает отсутствие специфических генов, маркеров и понимания лежащих в основе генетических механизмов.

Исследователи из USDA-ARS Appalachian Fruit Research Station совершили прорыв в этой области. Их исследование, опубликованное в Horticulture Research 8 апреля 2024 года, выявило мутацию в гене euAP2a, ответственную за позднее цветение персиков.

Изучение поздноцветущей линии персика (LFP) показало, что ей для цветения требуются более длительные периоды охлаждения и потепления по сравнению со стандартными сортами.

Было обнаружено, что делеция размером 983 п.н. в гене euAP2a нарушает сайт связывания miR172, что приводит к мутации с приобретением функции. Транскриптомный анализ показал, что эта мутация влияет на активацию термо-чувствительных генетических модулей, задерживая развитие цветка.

В частности, два модуля, реагирующие на охлаждение, и четыре модуля, реагирующие на потепление (вовлекающие около 600 генов), последовательно активируются на разных стадиях развития цветка. Деактивация или задержка этих модулей указывает на то, что ген euAP2a действует как репрессор транскрипции, модулируя термо-чувствительную программу транскрипции и контролируя темп развития цветка у персика.

Доктор Крис Дардик, один из авторов исследования, заявил: «Наши результаты не только проливают свет на генетическую основу времени цветения, но и предоставляют ценный инструмент для селекционеров по созданию сортов персика, которые лучше противостоят угрозам изменения климата, обеспечивая продовольственную безопасность и устойчивость сельского хозяйства».

Это открытие имеет широкие перспективы применения и может быть использовано в селекционных программах для различных фруктов умеренного пояса. Манипулирование генетическими факторами, контролирующими время цветения, позволит выращивать более устойчивые к погодным колебаниям культуры, что снизит уязвимость к заморозкам и сделает урожаи более предсказуемыми.