Рис, устойчивый к наводнениям, также может пережить засуху

Рис особенно уязвим к изменению частоты и масштабов наводнений и засух из-за высоких потребностей в воде. Улучшение комбинированной устойчивости риса к этим двум стрессам может защитить и даже значительно повысить его урожайность.

Ученые-растениеводы из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружили, что рис, устойчивый к затоплению, также лучше восстанавливается после засухи. Это было продемонстрировано в лаборатории и теплице.

«Устойчивость к затоплению не снижает засухоустойчивость у этих растений риса и, по-видимому, даже помогает им при столкновении с засухой», — заявила профессор генетики Джулия Бейли-Серрес, руководившая исследованием.

Исследователи сосредоточились на гене Sub1A, который отвечает за устойчивость к затоплению (субмергенции) и встречается только в некоторых низкоурожайных сортах риса из Индии и Шри-Ланки. Этот ген переводит растение в состояние покоя во время погружения, позволяя ему экономить энергию до спада воды. Рис с геном Sub1A может выжить при полном затоплении более двух недель.

Ранее селекционеры уже перенесли ген Sub1A в высокоурожайные сорта риса, не нарушив их желательные признаки (высокая урожайность, качество зерна, устойчивость к вредителям и болезням). Это принесло пользу фермерам по всему миру, особенно в Южной Азии.

Лаборатория Бейли-Серрес обнаружила, что Sub1A также способствует выживанию при засухе. На молекулярном уровне этот ген служит точкой схождения путей реакции на затопление и засуху, позволяя растениям риса выживать и отрастать после обоих экстремальных явлений.

Результаты исследования опубликованы в январском номере журнала The Plant Cell, имеющего самый высокий импакт-фактор среди журналов первичных исследований в биологии растений. Статья также была выбрана в качестве рекомендованной для прочтения в Faculty of 1000.

«Мы обнаружили, что Sub1A должным образом координирует физиологические и молекулярные реакции на дефицит клеточной воды, когда этот дефицит возникает независимо, как во время засухи, или после "десубмергенции", которая происходит при отступлении паводковых вод», — пояснила Бейли-Серрес.

Она отметила, что после наводнения наступает период, когда погруженные листья теряют воду и обезвоживаются. Поскольку обезвоживание является частью естественного процесса после затопления, Sub1A оказывается полезным и в этой ситуации, что также важно для устойчивости к засухе.

«Наше открытие предполагает, что растение хорошо восстанавливается после засухи, отращивая новые побеги. То же самое наблюдается и после наводнения», — добавила Бейли-Серрес.

Следующим шагом коллеги Бейли-Серрес из Международного научно-исследовательского института риса на Филиппинах проверят устойчивость риса Sub1A к засухе в полевых условиях.