Создание холодоустойчивого овса для осеннего сева в Швеции

Овес — шестая по значимости зерновая культура в мире. Традиционно его использовали на корм, но его важность как продовольственной культуры постоянно растет из-за уникальных полезных для здоровья свойств. К сожалению, в Швеции овес нельзя выращивать как озимую культуру. Чтобы исправить это, исследователи из Гётеборгского университета сейчас работают над созданием новых, более холодоустойчивых озимых сортов овса.

Польза овса для здоровья хорошо задокументирована в научной литературе, и овес — одна из немногих культур, имеющих заявление о пользе для здоровья как в США, так и в ЕС. Зерно овса содержит относительно высокий уровень полезной клетчатки, жирных кислот и антиоксидантов, а белки овса имеют благоприятный аминокислотный состав. Таким образом, его потенциал как здоровой культуры для человека и скота очень велик.

Долгосрочная прикладная цель проекта Чаваде — создать шведский озимый овес. В чисто биологических терминах это означает овес, адаптированный к нескольким различным и одновременным стрессовым факторам, таким как холодная погода, мороз, засуха и сильный свет. В молекулярно-биологических терминах это означает, что тысячи различных генов должны быть скоординированы оптимальным образом.

"С экологической точки зрения, культура, посеянная осенью, предпочтительнее, так как земля не остается голой зимой, что снижает вымывание азота и других питательных веществ и препятствует эрозии почвы. Кроме того, поскольку озимые культуры уже укоренены в начале вегетационного периода и убираются раньше, чем яровые, использование пестицидов и гербицидов на поле можно сократить, — говорит Аакаш Чаваде из отдела клеточной и молекулярной биологии Гётеборгского университета. — Осенний посев также, как правило, дает на 20–25% более высокий урожай, чем весенний".

Чтобы создать озимый овес, необходимо понять механизмы, лежащие в основе адаптации растений к изменениям условий окружающей среды, таким как климат, почва и т.д. Поэтому нужно было получить более выносливый овес, чем любые из существующих линий, чтобы изучить, какие генетические адаптации произошли.

"Мы изучили выживаемость в зимних полевых условиях сотен линий овса, собранных из различных международных программ по селекции озимого овса, и определили те линии, которые и переживают зиму, и хорошо растут на юге Швеции, — говорит Чаваде. — Затем мы сравнили самые выносливые из этих линий с яровым овсом, который сейчас выращивается в коммерческих целях, и смогли выявить ряд уникальных характеристик у выносливых сортов, которые можно было связать с холодоустойчивостью".

Исследовательская группа также создала уникальную популяцию мутагенизированного овса с таким количеством мутаций, что теоретически они могут идентифицировать мутации в любом гене генома. Они продемонстрировали, что это работает на практике. Теперь эта популяция будет проверяться на наличие линий с повышенной холодоустойчивостью.