Устойчивость сельхозкультур к засухе: Отключение торможения роста растений при умеренном стрессе

Исследователи VIB/UGent раскрыли механизм, который можно использовать для создания сортов сельскохозяйственных культур, устойчивых к умеренным засухам. Улучшение засухоустойчивости долгое время было главной целью академических и промышленных исследований, но они фокусировались на эффектах экстремальной засухи. Однако применение этих результатов в полевых условиях оказалось проблематичным.

В серии статей в Nature Biotechnology и Plant Cell команда Дирка Инзе из VIB Department of Plant Systems Biology, UGent показывает, что фокус следует сместить на умеренный стресс от засухи. Оказывается, в нелетальных стрессовых условиях растения тормозят рост больше, чем это абсолютно необходимо, что открывает новые возможности для повышения урожайности.

«Применяя эти знания для селекции новых сортов сельхозкультур, можно избежать ненужных потерь урожая из-за стресса от засухи, что приведет к повышению продуктивности», — заявил Дирк Инзе из VIB-UGent.

Большая часть предыдущих исследований была сосредоточена на повышении выживаемости растений при очень сильной засухе. Однако, как показали Александра Скирич и Корнел Ванденбрук, растения, которые с большей вероятностью выживают в этих экстремальных условиях, не растут лучше при более умеренной засухе. Это важно, поскольку в полевых условиях засуха редко бывает достаточно сильной, чтобы убить растения, но она влияет на их рост.

В статье, опубликованной в Nature Biotechnology, также показано, что растения активно выбирают замедление роста при ограничении воды, хотя у них достаточно ресурсов, чтобы продолжать расти.

В последующем исследовании в качестве модели для изучения механизмов этого активного торможения роста был выбран ранний рост листьев, полностью обусловленный делением клеток. Александра Скирич и Ханнес Клейс показали, что растительный гормон этилен очень быстро останавливает рост листьев после того, как растение ощущает ограниченную доступность воды. Если стресс носит лишь временный характер, рост все равно может возобновиться.

Это исследование открывает новые подходы к созданию сортов сельхозкультур, которые продолжают расти в периоды умеренной и временной засухи, случающейся в полевых условиях, избегая ненужных потерь урожая и повышая продуктивность.