Рис с меньшим количеством устьиц требует меньше воды и лучше приспособлен к изменению климата
Растения риса, у которых с помощью генной инженерии уменьшили количество устьиц — микроскопических пор для газообмена, — лучше переносят засуху и более устойчивы к будущим изменениям климата.
Учёные из Университета Шеффилда обнаружили, что снижение плотности устьиц у высокоурожайного сорта риса помогает культуре экономить воду и выживать при высоких температурах и засухе.
Выращивание риса, которым питается большая часть человечества, особенно водоёмко — на производство одного килограмма риса уходит около 2500 литров воды.
При этом почти половина мирового урожая риса производится в системах богарного земледелия, где засухи и высокие температуры, согласно прогнозам, будут становиться из-за изменения климата более частыми и разрушительными.
Как и большинство растений, рис использует устьица для регуляции поглощения CO2 для фотосинтеза и выделения водяного пара при транспирации. Когда воды много, открытие устьиц также позволяет регулировать температуру растения за счёт испарительного охлаждения. В условиях засухи при нехватке воды закрытие устьиц обычно замедляет потерю влаги. Рис с низкой плотностью устьиц лучше сохраняет воду во время засухи, поэтому у него остаётся больше воды для охлаждения при необходимости.
Доктор Роберт Кейн, ведущий автор исследования: «Прогнозируемое в будущем снижение доступности воды в сочетании с учащением экстремальных засух и периодов высоких температур, вероятно, создаст серьёзные проблемы для фермеров, приводя к существенным потерям урожая. Наше исследование показало, что растения риса с меньшим количеством устьиц устойчивы к засухе и экономнее используют воду. Это означает, что в будущем они должны лучше себя проявлять в условиях изменения климата. Мы обнаружили, что генно-модифицированные растения риса давали эквивалентные или даже повышенные урожаи, что означает возможность огромного влияния на нашу будущую продовольственную безопасность, которой угрожает изменение климата».
Новое исследование, опубликованное в журнале New Phytologist и проведённое в сотрудничестве с Международным научно-исследовательским институтом риса на Филиппинах, показало, что линии риса с низкой плотностью устьиц использовали всего 60% от нормального количества воды.
При выращивании в условиях повышенного уровня CO2 в атмосфере растения риса с низкой плотностью устьиц могли переживать засуху и высокую температуру (40°C) дольше, чем неизменённые растения.
Профессор Джули Грей, ведущий автор исследования: «Устьица помогают растениям регулировать потребление воды, поэтому это исследование может оказать значительное влияние на другие культуры, находящиеся под угрозой из-за изменения климата».