Реакция риса на уровень фосфата изучена

Лучшее понимание того, как гены растений реагируют на дефицит фосфата, может помочь повысить урожайность сельскохозяйственных культур.

Исследование Университета Западной Австралии и Университета Ла Троба использовало новые технологии секвенирования для оценки реакции всех генов в геноме риса (Oryza sativa) на дефицит фосфата и последующее восстановление.

Автор исследования доктор Дэвид Секко отмечает, что фосфор часто присутствует в почве в достаточных концентрациях, но доступность фосфата — основного источника фосфора, используемого растениями, — часто ограничена из-за его низкой растворимости в почве и высокой сорбционной способности.

"Как следствие, фосфат является малоподвижным и недоступным для поглощения растениями из-за адсорбции, осаждения или преобразования в органическую форму", — говорит он. "Он также может вымываться при длительном выветривании почвы". "Дефицит фосфата является основной проблемой в Австралии, и особенно на юго-западе, где почвы сильно обеднены питательными веществами". "Для большинства растений дефицит фосфата связан с замедлением роста и, следовательно, снижением урожайности сельскохозяйственных культур, что делает его ключевым ограничивающим фактором для фермеров".

Целью исследования было получение новой информации о сложных и динамичных механизмах, участвующих в гомеостазе фосфата.

Реакция культуры изучена поэтапно

В рамках комплексного эксперимента с временны́м курсом исследователи проанализировали корни и побеги риса на ранних стадиях (от одного часа после удаления фосфата до нескольких дней) и в долгосрочной перспективе (до трех недель дефицита фосфата).

Это позволило им понять кинетику (какой ген важен и когда) реакции на дефицит фосфата в тканеспецифичной манере.

"Понимание того, как растения реагируют, когда им снова предоставляются питательные вещества, такие как фосфат, является критически важным шагом в попытках улучшить производство сельскохозяйственных культур в сложных условиях", — говорит доктор Секко. "До сих пор большинство исследований было сосредоточено на последствиях дефицита фосфата, что значительно улучшило наши знания об этом механизме". "Но гораздо меньше известно о том, когда растения снова получают фосфат, что сопоставимо с ситуацией, когда растения выращивают в поле, а затем удобряют". "Наше исследование было уникальным, потому что оно измеряло реакцию риса на повторное внесение фосфата в очень короткие промежутки времени, такие как один час, шесть часов и 24 часа, что позволило нам зафиксировать ранние задействованные механизмы".

Доктор Секко отмечает, что исследование выявило большое количество генов, реагирующих на дефицит фосфата и/или его повторное внесение.

"Следующий шаг — теперь понять функцию этих генов в ответ на дефицит фосфата и выяснить, как мы можем их модифицировать, чтобы создать растения с улучшенным использованием и усвоением фосфата", — говорит он.