Генетические механизмы роста и устойчивости к засухе у растений

Новое исследование учёных из Университета штата Айова выявило генетический механизм, управляющий ростом и устойчивостью к засухе у растений. Это открытие может привести к созданию сельскохозяйственных культур с улучшенными характеристиками.

Профессор генетики, развития и клеточной биологии Янхай Инь пояснил, что биологические процессы, контролирующие рост и реакцию на засуху, часто противоречат друг другу. Растения замедляют рост в условиях засухи, чтобы сохранить энергию, но генетические механизмы этих взаимодействий были плохо изучены.

Инь — автор-корреспондент исследования, опубликованного в рецензируемом журнале Nature Communications. Работа показывает, что эти взаимодействия зависят от пары генов: BES1 и RD26.

• BES1 контролирует рост растений и активируется гормоном брассиностероидом. Этот ген также влияет на тысячи других генов, являясь «важным переключателем» в функционировании растения.
• RD26 активируется, когда растение сталкивается с засухой. Это вызывает замедление роста и сохранение энергии.

Согласно исследованию, эти два пути — BES1 и RD26 — часто подавляют друг друга. «Эти два ответа, кажется, противоречат друг другу, и в нормальных условиях роста вы не хотите, чтобы путь RD26, ответственный за засуху, был активен», — отметил Инь.

Исследование проводилось на модельном растении Arabidopsis (резуховидка Таля). Команда использовала генетическое тестирование, геномные исследования и вычислительное моделирование. В работе, которая велась более семи лет, участвовали более 10 бывших и нынешних студентов ISU, а также учёные из Китайского сельскохозяйственного университета и Технологического института Джорджии.

Янхай Инь считает, что результаты, полученные на Arabidopsis, вероятно, применимы и к основным сельскохозяйственным культурам. Например, брассиностероид функционирует аналогичным образом у кукурузы. Это знание можно использовать для повышения урожайности в засушливых условиях.