Работа над созданием засухоустойчивой пшеницы

Ученые из Университета штата Южная Дакота (SDSU) должны создать сорта пшеницы, устойчивые к засухе, — это ключ к устойчивому сельскому хозяйству в условиях изменения климата.

Весенняя селекционная программа SDSU никогда специально не тестировала свои сорта пшеницы на засухоустойчивость. Есть материал, который хорошо показывает себя в сухие или жаркие годы, но это может быть связано с ранним сроком созревания.

Начало проекта

Благодаря двухлетнему гранту в $60 000 от Агентства США по международному развитию молекулярный биолог Джай Рохила сделал первый шаг: получил засухо- и жароустойчивый зародышевый материал (гермплазму) из Александрийского университета в Египте. Египет постоянно выращивает пшеницу в засушливых условиях.

Долгосрочная цель

Открыть гены, отвечающие за устойчивость к засухе и жаре, и использовать их в программе улучшения пшеницы Южной Дакоты.

Методология

Команда Рохилы анализирует генетический состав египетской гермплазмы и сравнивает его с пшеницей из Южной Дакоты. Улучшение культуры происходит благодаря взаимодействию различных генов, белков и химических веществ внутри клетки — это не один ген.

Результаты и дальнейшие шаги

Идентифицировано 96 белков, которые по-разному экспрессируются в засухоустойчивой пшенице. Теперь нужно определить влияние этих белков на жизнеспособность клеток пшеницы. Клетка — центральная точка любой функции; улучшив жизнеспособность клетки, можно улучшить всё растение.

В пшенице Южной Дакоты засуха и жара могут приводить к дезинтеграции хлоропластов и разрушению митохондрий. Команда будет изучать белки, действующие в клетках хлоропластов египетской гермплазмы, и пытаться перенести эти характеристики в клетки местной пшеницы.

Контекст и перспективы

В США генная инженерия пшеницы ограничена исследованиями. Коммерчески генномодифицированной пшеницы в стране нет, но частные компании работают над этим. Цель — обеспечить продовольственную безопасность для растущего населения мира.

Рохила и его коллега Карл Гловер подали заявку на новое финансирование от USDA. После идентификации ключевых генов и белков Гловер скрестит египетскую гермплазму с сортами из Южной Дакоты и отберет растения по этим функциональным маркерам. Это позволит создать гермплазму, теоретически такую же устойчивую к засухе, но адаптированную для Южной Дакоты.

«Если мы не начнем сейчас, мы отстанем в этой гонке», — подчеркивает Рохила.