Улучшение производства ячменя через корневую систему
Исследователи используют аэрофотосъемку для изучения процессов в почве в рамках нового проекта, направленного на улучшение одной из крупнейших зерновых культур Австралии — ячменя.
Доцент Ли Хики из Университета Квинсленда возглавляет исследование по оптимизации корневых систем для повышения стабильности урожайности ячменя, особенно в засушливые сезоны.
"В течение века селекционеры фокусировались на надземной части растений, адаптируя культуры к различным условиям производства. Селекционеры ячменя традиционно отбирали признаки, видимые глазу, такие как высота растения и время цветения. За годы важные корневые признаки могли быть отобраны непреднамеренно, но, вероятно, можно достичь большего", — отметил доктор Хики.
Проект будет использовать передовые технологии для ускорения селекции ячменя для различных производственных условий в Западной Австралии, Виктории, Южной Австралии, Новом Южном Уэльсе и Квинсленде.
Исследователи применят достижения в технологии дистанционного зондирования, включая дроны с мультиспектральными камерами. "Новые сенсоры позволяют дронам измерять признаки, невидимые глазу, например, температуру растительного покрова, что говорит о количестве воды, используемой культурой", — пояснил доктор Хики.
Эти данные будут сопоставлены с образцами почвенных кернов, отобранных в поле, чтобы лучше понять взаимосвязь между признаками покрова и корневой системы.
"Ключевой момент — понимание ценности различных корневых признаков. На фермах с глубокими почвами, зависящих от запасов почвенной влаги, более глубокая корневая система может улучшить доступ к влаге в засушливые сезоны. Однако более активный рост корней в верхних слоях почвы может быть преимуществом для культур на мелких почвах, зависящих от осадков в течение вегетационного периода", — сказал он.
Еще один инструмент — технология редактирования генома CRISPR, которая поможет создать новую генетическую вариативность, воздействуя на ключевые гены, влияющие на развитие корневой системы.
"Если нам удастся успешно использовать новые технологии для улучшения корневых систем ячменя, этот подход можно будет применить в селекционных программах для других основных злаков, таких как пшеница и овес", — добавил доктор Хики.
Проект "Digging deeper to improve yield stability" реализуется в партнерстве с компанией InterGrain и Австралийским национальным университетом при финансировании грантом Australian Research Council Linkage.
Селекционер ячменя InterGrain доктор Ханна Робинсон заявила, что значительная часть исследований будет сосредоточена на создании "оптимальной формы корней" для различных почвенных профилей по всей Австралии, адаптируя корневые системы ячменя к разнообразной австралийской среде и системам производства.
"Это должно улучшить извлечение воды и питательных веществ и, в конечном итоге, урожайность в условиях изменчивого и меняющегося климата Австралии. Речь идет о проверке того, что лучше всего подходит для каждого уникального почвенного профиля и среды, а затем о выведении сортов с оптимизированными корневыми системами, адаптированными к этим условиям", — сказала доктор Робинсон.
Ячмень — вторая по величине зерновая культура Австралии, стоимость отрасли составляет 3 миллиарда долларов в год.