Скромное водное растение ряска может помочь исследователям создать более устойчивые сельскохозяйственные культуры

Крошечное плавающее растение ряска (семейство Lemnaceae) является отличной лабораторной моделью для поиска новых стратегий выращивания более выносливых и устойчивых культур в условиях изменения климата и роста населения. К такому выводу пришло исследование под руководством учёных из Университета Рутгерса.

Ряска — самое маленькое цветковое и самое быстрорастущее растение на Земле. Она имеет множество преимуществ: служит средой обитания для диких животных и является устойчивым источником пищи, корма для скота и биотоплива. Однако она также может быстро распространяться и лишать водоёмы кислорода, что приводит к гибели рыб и полезных водорослей.

После 1990-х годов, в эпоху геномики, ряска как модель была в значительной степени вытеснена резуховидкой Таля (Arabidopsis thaliana). Однако достижения в геномных технологиях за последнее десятилетие и растущая потребность в поиске альтернативных и более устойчивых культур возродили интерес к ряске как к модели для открытий в различных областях — от биологии растений и экологии до хронобиологии.

Исследователи из Рутгерса, Института Солка и международной команды специалистов проанализировали анатомию, рост, физиологию и молекулярные характеристики ряски. Геномные последовательности нескольких видов показали, что у этих водных растений меньше генов по сравнению с другими модельными видами, что может сделать ряску более простой моделью для определения функции каждого гена.

Кроме того, недавние исследования показали, что самый маленький представитель семейства рясковых, вольфия (Wolffia), может экономить энергию для роста, сводя к минимуму уровень контроля генов над суточным циклом день-ночь.

Хотя ряска адаптирована к водной среде обитания, она имеет все те же типы генов и метаболических путей, что и хорошо изученные сельскохозяйственные культуры.

«Новые стратегии, которые мы можем изучить на этих маленьких растениях, потенциально могут быть использованы для перепроектирования традиционных сельскохозяйственных культур, чтобы наделить их новыми признаками», — сказал старший автор исследования Эрик Лам, заслуженный профессор кафедры биологии растений Университета Рутгерса в Нью-Брансуике.

Исследование опубликовано в журнале The Plant Cell.