Обнаружен ген, влияющий на накопление натрия в ячмене

Международная команда учёных идентифицировала естественный генетический вариант, который влияет на содержание натрия в зерне ячменя. Это открытие может помочь в создании сортов ячменя с большей урожайностью и лучшей устойчивостью к различным условиям засоления.

В новом выпуске журнала Communications Biology исследователи, возглавляемые учёными из Института Джеймса Хаттона совместно с Центром передового опыта ARC в области энергетической биологии растений (PEB), описывают обнаруженную версию гена в растениях ячменя. Этот генетический вариант позволяет накапливать высокие концентрации натрия — компонента соли — без негативного влияния на рост растения.

Засоление почв — серьёзная проблема для зерновой промышленности Австралии, потенциально способная негативно повлиять на рост сельскохозяйственных культур почти на 70% зерновых регионов. Хотя чрезмерный уровень натрия токсичен для большинства растений, нетоксичные концентрации, как было показано, могут повышать урожайность при определённых условиях, например, при низком содержании калия в почве.

Исследователи обнаружили свидетельства того, что этот генетический вариант может повышать потенциал урожайности у растений ячменя, выращиваемых в несолёных средах. Ячмень — вторая по площади и объёму производства озимая зерновая культура в Австралии, лежащая в основе важной внутренней и международной торговли кормами для животных и сырьём для производства пива.

«Наше открытие того, как вариация в этом гене транспорта натрия в ячмене влияет на содержание натрия в зерне, может принести пользу селекционерам и исследователям», — сказала доктор Кейтлин Бёрт из PEB и Австралийского национального университета.

«Существует потенциал использования маркеров и материала, которые мы разработали, для оптимизации факторов, влияющих на качество ячменя и прорастание семян».

«Прорастание семян негативно сказывается от засоления, и избыток натрия может стать проблемой. Но он также может быть преимуществом в качестве осмотического регулятора. Это означает, что адаптация содержания натрия в зерне под разные среды может быть выгодной».

«Наши выводы — результат большого международного сотрудничества, которое включало учёных с очень разным опытом, и наше достижение отражает успешные командные усилия по выяснению механизмов, лежащих в основе накопления натрия в зерне», — сказала соавтор доктор Стефани Веге из узла PEB в Университете Аделаиды.

Доктор Келли Хьюстон, ведущий автор исследования из Института Джеймса Хаттона, отметила: «Эта конкретная версия [гена транспорта натрия] присутствует в 35% современного генетического материала ячменя, в то время как она практически отсутствует в проверенных образцах дикого ячменя и местных сортов. Это означает, что наличие этого гена в будущих сортах потенциально может давать преимущество.

«Эта статья представляет собой результат пяти лет работы. Мы рады, что наше открытие может принести реальную пользу в понимании этой важной характеристики».