Меньше хлорофилла — выше урожай пшеницы
Почти пять десятилетий назад селекционер доказал, что у маленького растения Arabidopsis thaliana общий рост листьев выше, когда оно производит меньше хлорофилла.
Сейчас адъюнкт-профессор Джон Хэмблин из Университета Западной Австралии повторяет эти эксперименты на пшенице, чтобы проверить, способствует ли более низкий уровень хлорофилла повышению урожайности зерна.
Он предлагает четыре возможные причины, почему пшеница с низким содержанием хлорофилла может быть более продуктивной.
- Естественное затенение: Листья создают тень, лишая соседние растения света. В природе это полезная адаптация, но в сельском хозяйстве это недостаток, так как фермеры стремятся минимизировать конкуренцию между растениями.
- Повреждение хлоропластов: Избыточное поглощение света повреждает хлоропласты — органеллы, содержащие хлорофилл и производящие энергию. На их ремонт тратится дополнительная энергия.
- Перегрев: Поглощение избыточного света приводит к нагреву растения, подобно тому, как черная машина нагревается быстрее белой. Чтобы выжить, лист должен охлаждаться, испаряя больше воды.
- Перераспределение ресурсов: Хлоропласты содержат много полезных веществ. Если они не используются для фотосинтеза, эти ресурсы можно направить на развитие корней или колосьев.
Создание гибридных линий пшеницы
Для испытаний профессор Хэмблин вывел линии от двух родительских сортов:
- Transfer — сорт 1950-х годов с очень низким содержанием хлорофилла.
- Новый сорт от доктора Дэвида Боурана — с очень прямыми и жесткими стеблями, дающий крупные, но немногочисленные колосья.
Компания Intergrain провела гибридизацию для создания новых родительских линий. Для быстрого получения чистых линий используются две технологии:
- Двойные гаплоиды: создание чистой линии с использованием только генов пыльцы.
- Рекомбинантные инбредные линии: позволяет получать до восьми поколений пшеницы в год. Девятое поколение почти идентично восьмому.
Ожидается, что чистые линии будут получены в следующем сезоне. После отбора сортов с высоким и низким содержанием хлорофилла испытания начнутся через год.
Примечание: Исследование проводится в Институте сельского хозяйства Университета Западной Австралии. Совместная статья «Изменение содержания хлорофилла на единицу площади листа у яровой пшеницы и последствия для отбора в сегрегирующем материале» опубликована в журнале PLoS ONE.