Внутренние ритмы пшеницы: ключ к урожаю и устойчивости
Исследование, опубликованное в New Phytologist, показало, что циркадные ритмы австралийской пшеницы, как и у людей, различаются у разных сортов и ускоряются с возрастом. Это открытие может улучшить сельскохозяйственное производство и устойчивость культур в условиях меняющегося климата.
Ученые из Мельбурнского университета обнаружили, что измерение этих внутренних ритмов может служить окном в жизненный цикл растения и содержание питательных веществ в зерне.
Связь ритмов, старения и качества зерна
- Ключевой частью исследования было измерение времени сенесценции (старения) листьев — процесса перераспределения питательных веществ из листьев в развивающиеся зерна.
- Была обнаружена сильная связь между циркадными ритмами пшеницы, временем старения и содержанием питательных веществ в зерне.
- «Наши выводы говорят о том, что даже небольшие изменения внутренних ритмов растений пшеницы могут иметь последствия для качества зерна», — отметил доцент Майк Хейдон.
"Хронический джетлаг" у растений
Исследователи обнаружили, что внутренние «биологические часы» некоторых сортов пшеницы могут быть не оптимально настроены на условия среды их выращивания.
- «Некоторые сорта пшеницы могут испытывать то, что мы можем считать хроническим джетлагом для растений, что, как можно представить, негативно сказывается на здоровье и продуктивности культуры», — пояснил доцент Хейдон.
Хронокультура и изменение климата
Изучение циркадных ритмов растений лежит в основе новой научной концепции — хронокультуры, которая использует знание биологических ритмов для улучшения сельского хозяйства.
- Циркадные часы контролируют не только старение и цветение, но также реакции на стресс, фотосинтез и метаболизм.
- «Повышение глобальных температур сделает некоторые пахотные регионы непригодными для сельского хозяйства... В обоих случаях меняются характеристики окружающей среды, и здесь может помочь хронокультура», — сказал соавтор работы доктор Кристофер Бакли.
- Это знание может помочь селекционерам быстрее создавать сорта, лучше адаптированные для выращивания на разных широтах.
Следующие шаги
Ученые уже приступили к масштабному исследованию, чтобы найти гены, отвечающие за вариативность ритмов.
- «Среди этого разнообразия растений мы надеемся найти новые источники изменчивости циркадных часов, которые селекционеры смогут использовать для создания культур, способных сохранять урожайность перед лицом изменения климата», — заключил доцент Хейдон.