Поиск сортов кукурузы, адаптированных к будущему климату

Исследование Вашингтонского университета смоделировало, какие характеристики кукурузы обеспечат максимальную урожайность в условиях будущего климата США к 2050 и 2100 годам. Работа опубликована в Environmental Research: Food Systems.

Влияние климатических изменений на урожайность

  • Более высокие температуры и сухой воздух снижают урожайность кукурузы.
  • Повышенная концентрация CO2 увеличивает урожайность за счёт фотосинтеза, но этот эффект не компенсирует потери от жары и сухости.
  • В целом, прогнозируется снижение урожайности.

Почему существующие сорта не подходят для будущего

Простое смещение существующих сортов в более холодные регионы (ближе к полюсам) недостаточно для компенсации потерь от высоких температур. Будущий климат потребует принципиально новых сортов.

Портрет оптимальной кукурузы будущего

Сегодняшние успешные сорта делают компромисс: они ограничивают рост листьев, чтобы раньше перейти к формированию зерна.

В более теплом будущем с более длинным вегетационным периодом этот компромисс снимается. Наиболее урожайными станут сорта, которые смогут:

  1. Наращивать больше листьев (что усилит фотосинтез).
  2. При этом иметь достаточно времени на формирование зерна.

Однако эта адаптация лишь смягчит, но не устранит общее падение урожайности из-за негативного воздействия жары и сухости.

Проверка результатов и роль моделирования

  • Сорта, выявленные моделью, можно быстро создать с помощью методов вроде CRISPR и испытать в контролируемых условиях.
  • Компьютерное моделирование позволяет протестировать гораздо более широкий диапазон характеристик, чтобы направить и ускорить традиционную селекцию, которая сама по себе занимает десятилетия.

Более широкий контекст

  • Исследование предлагает подход для создания климатоустойчивых культур, применимый не только к кукурузе.
  • Мировой спрос на кукурузу будет расти из-за увеличения населения и роста потребления мяса в развивающихся странах, что усиливает необходимость адаптации сельского хозяйства.

Что дальше: Авторы планируют сотрудничать с селекционерами для создания предложенных сортов и провести аналогичные исследования для других ключевых культур.

2024-06-13