Как помочь рису справиться со стрессом от жары и пересадки

Исследователи из Техасского университета A&M AgriLife изучают, как экстремальные условия окружающей среды — жара, холод, засуха, засоление — влияют на рис. Их цель — разработать методы, которые помогут растениям лучше переносить стресс, что в итоге повысит урожайность и качество зерна.

Проблема: жаркие ночи

Один из ключевых стрессовых факторов для риса в Техасе — высокие ночные температуры. Они вызывают в растении две основные реакции:

1. Усиленную выработку гормона стресса.
2. Окислительный стресс, который повреждает ткани растения.

Оба процесса ведут к потере урожая.

Два подхода к решению

Исходя из этих знаний, ученые предлагают две стратегии защиты:

• Блокировка гормона стресса: Опрыскивание культуры химическим веществом, которое предотвращает активность гормона стресса. Растение «не чувствует», что должно испытывать стресс.
• «Вакцинация» от окислительного стресса: Опрыскивание растений малой дозой окислительного стресса. Это запускает механизмы акклиматизации, и растение повышает свою устойчивость к будущим стрессам.

Использование подобных гормональных препаратов на дорогих культурах уже коммерциализировано. Продукты типа «вакцин» для риса в США ожидают своего времени и одобрения.

Шок от пересадки и его лечение

Международная компания Agrofresh привлекла исследователей к изучению шока от пересадки — проблемы для азиатских стран, где рис сначала выращивают в питомниках, а затем пересаживают в поле.

Было обнаружено, что при пересадке происходит подрезка корней, что снижает образование продуктивных побегов (тиллеров), на которых формируется зерно. Это также уменьшает чистую скорость фотосинтеза.

Поскольку связь между низким содержанием хлорофилла (ключевого пигмента для фотосинтеза) и гормоном этиленом хорошо известна, ученые решили обработать растения 1-метилциклопропеном (1-MCP). Это соединение блокирует восприятие этилена растениями (оно коммерчески используется для сохранения свежести фруктов и овощей).

Результат оказался успешным: применение 1-MCP предотвратило шок от пересадки. Обработанные растения имели:

• Больше тиллеров на растение.
• Более развитую корневую систему.
• Более высокую концентрацию хлорофилла и чистую скорость фотосинтеза.

Хотя в США рис сеют напрямую, а не пересаживают, подрезка корней может происходить из-за вредителя — рисового водяного долгоносика. В дальнейшем команда планирует протестировать 1-MCP на способность смягчать повреждения от этих насекомых.

Исследования продолжаются, чтобы детально изучить физиологические эффекты различных стрессов и разработать точечные стратегии управления ими.