Солеустойчивость Spartina alterniflora: исследование с ИИ раскрывает механизмы устойчивости

Засоление почв — серьёзная проблема для мирового производства сельскохозяйственных культур, особенно злаков. Галофиты, такие как Spartina alterniflora, процветающие в условиях высокой солёности, представляют ценный объект для изучения механизмов солеустойчивости, которые остаются малоисследованными.

Международная исследовательская группа из Китайской академии сельскохозяйственных наук опубликовала результаты своего исследования в журнале Horticulture Research 28 марта 2024 года. В работе использовалось машинное обучение для анализа транскриптомных ответов Spartina alterniflora на различные концентрации соли.

Ключевые результаты исследования:

• Выявлены значительные изменения в транскрипции генов в ответ на солевой стресс, затрагивающие ключевые пути: регуляцию транскрипции, транспорт ионов и метаболизм активных форм кислорода.
• Идентифицирован член семейства генов SWEET — SA_12G129900.m1. Обнаружено, что он подвергся конвергентному отбору вместе со своим ортологом в рисе — SWEET15. Этот ген играет решающую роль в солеустойчивости.
• Проведён полногеномный анализ ответа альтернативного сплайсинга на солевой стресс. Интересно, что гены с дифференциальной экспрессией и гены с дифференциальным сплайсингом практически не перекрывались, что указывает на различные регуляторные механизмы.

Значение и перспективы:

Инновационный подход, сочетающий машинное обучение и транскриптомный анализ, углубляет понимание механизмов солеустойчивости. Идентифицированные ключевые гены и пути представляют ценный генетический ресурс для разработки стратегий генной инженерии, направленных на повышение устойчивости культурных растений к засолению.

Как отметил ведущий автор, доктор Хуйхуэй Ли: «Это исследование не только расширяет наши знания в биологии галофитов, но и предоставляет ценные генетические ресурсы для повышения устойчивости сельскохозяйственных культур в засоленных условиях».