Воск на листьях может защитить пшеницу от теплового стресса

Накопление воска на листьях — не всегда плохо, согласно исследованию учёного из Техасского университета A&M.

Доктор Дирк Хейс, адъюнкт-профессор генетики развития зерновых культур, исследует листовой воск, его вариабельность у разных генетических линий пшеницы и влияние на устойчивость к жаре и засухе.

Хейс недавно вернулся из семимесячной поездки по стипендии Фулбрайта в Индию и Бангладеш, где изучал проблему терминального теплового стресса у пшеницы. В этих странах проблема хроническая, связанная с постоянным ростом температур, тогда как в США стресс возникает спорадически, из-за скачков температуры. В обоих случаях пшеница крайне чувствительна к высоким температурам на стадиях цветения и раннего развития семян.

Генетическая вариабельность и влияние на урожай

Исследования Хейса показывают значительные генетические вариации в количестве воска на листьях и колосковых чешуях (glume) у разных линий пшеницы. Различия могут достигать 10–20 раз между сортами. Количество воска нельзя оценить визуально — требуется химическое количественное определение.

Было установлено, что отбор на основе количественного анализа и картирования листового воска может привести к увеличению урожайности до 25%. Более толстый восковой слой помогает растению сохранять прохладу и снижает количество воды, необходимое для охлаждения.

Международное сотрудничество и адаптация к изменению климата

Во время работы в Индии (Университет Банарас Хинду с доктором В. К. Мишрой) и Бангладеш (Институт сельскохозяйственных исследований Бангладеш с доктором Нарешем Бармой) Хейс помогал местным учёным внедрять методы измерения содержания воска как инструмент селекции на засухоустойчивость.

Оба региона являются потенциальными «горячими точками» глобального потепления. В Индии падает уровень грунтовых вод, а муссоны становятся более непредсказуемыми, что приводит к стагнации урожайности. Крайне важно опережать изменения климата, улучшая адаптацию пшеницы к высоким температурам, особенно на уязвимых репродуктивных стадиях.

Будущее селекции

Растения в Южной Азии, вероятно, лучше адаптированы к тепловому стрессу, поэтому сотрудничество было взаимовыгодным. Современная генетическая селекция растений направлена на «упаковку» оптимальных признаков — например, структуры корней или листьев — в один сорт для идеальной производительности в условиях стресса.

Для этого можно использовать маркер-опосредованную селекцию, чтобы отслеживать гены, регулирующие синтез воска и структуру листьев, для оптимальной работы в условиях жары и засухи. Детальный химический состав листового воска ранее не анализировался, но теперь представляет растущий интерес.