Новые гены могут помочь защитить сельскохозяйственные культуры от наводнений

Исследователи из Университета Хиросимы приблизились к пониманию молекулярных процессов, лежащих в основе того, как наводнения лишают растения кислорода, и как можно создать более устойчивые культуры.

Наводнения — глобальный риск, угрожающий миллиардам людей. Ещё больше людей подвержены риску голода из-за гибели посевов. Теперь учёные выявили общие гены и механизмы, связанные с реакцией на гипоксию (кислородное голодание) у риса (Oryza sativa) и резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana).

Результаты были опубликованы 19 июля в журнале Life.

Команда провела метаанализ общедоступных данных, чтобы найти скрытые биологические механизмы. Рис был выбран как одна из важнейших мировых культур, а резуховидка — как модельное растение с хорошо изученной генетикой.

Было проанализировано 29 пар данных RNA-секвенирования для резуховидки и 26 пар для риса в условиях нормального и пониженного содержания кислорода.

Результаты анализа:

• Выявлено 40 общих для обоих видов генов с повышенной активностью (upregulated) и 19 — со сниженной (downregulated) в условиях гипоксии.
• Среди них — некоторые WRKY-транскрипционные факторы и ген циннамат-4-гидроксилазы, чья роль в реакции на гипоксию ранее была неизвестна.

Эта общая повышенная активность указывает на их специфическую роль в механизме ответа растений на кислородное голодание.

Сравнение с метаанализом гипоксии в человеческих клетках показало, что два общих гена с повышенной активностью у растений были подавлены у животных. Это говорит о различных молекулярных механизмах реакции на гипоксию у растений и животных.

Планируется использовать технологию редактирования генома для манипуляции одним из кандидатных генов с целью создания устойчивых к затоплению растений.