Найдена природная генная вариация, позволяющая ячменю цвести раньше для адаптации к изменению климата
Небольшая мутация в генетическом материале ячменя заставляет растения развиваться быстрее и цвести раньше, чем установленные сорта. При этом урожайность остаётся на том же уровне, сообщает команда из Университета Мартина Лютера в Journal of Experimental Botany. Это преимущество, так как растения могут лучше адаптироваться к последствиям изменения климата и сохранять стабильные урожаи.
Глобальное потепление происходит намного быстрее, чем растения, адаптировавшиеся за миллионы лет, могут к нему приспособиться. «Генетическое разнообразие современных сортов ячменя ограничено, поэтому они могут лишь умеренно адаптироваться к меняющимся условиям», — поясняет руководитель исследования д-р Андреас Маурер.
Исследователи нашли решение в гене EARLY FLOWERING3 (ELF3), известном своей ролью в развитии растений. ELF3 — ключевой компонент циркадных часов растения, сети генов и белков, контролирующих процессы в ответ на смену дня и ночи и сезонов.
В полевых и тепличных экспериментах команда изучила природные варианты гена ELF3, скрестив установленный сорт ячменя (Barke) с различными дикими формами. Был обнаружен особый вариант, генетический код которого отличался всего в одной точке, но растения развивались значительно быстрее.
По сравнению с растениями, несущими установленный вариант ELF3, эти растения цвели:
- До 18 дней раньше в тепличном испытании.
- До 4 дней раньше в полевых экспериментах.
Даже 4 дня могут сильно повлиять на урожай, позволяя растению пройти ключевые стадии развития до наступления неблагоприятных условий. «Примечательно, что в нашем исследовании скрещивание с природным вариантом дикого ячменя не сопровождалось потерей урожайности», — добавляет Маурер. Ячмень с особой природной вариацией ELF3 показал сопоставимую урожайность.
Эти результаты могут помочь в создании нового, устойчивого к климату ячменя. «Ячмень может зацвести до наступления засушливого периода и дать более высокий урожай, чем поздноцветущие сорта. Такие адаптации необходимы для обеспечения мировой продовольственной безопасности», — говорит аспирант Таня Цан.