Ученые нашли ключ к созданию засухоустойчивой пшеницы с длинными корнями

Международная команда ученых из Калифорнийского университета в Дэвисе обнаружила, что определенное количество копий конкретной группы генов стимулирует рост более длинных корней у пшеницы. Это позволяет растениям получать воду из более глубоких слоев почвы. Такие растения имеют большую биомассу и дают более высокий урожай зерна, согласно статье в журнале Nature Communications.

Корни — ключ к урожаю в засуху

До сих пор было мало известно о генах, влияющих на структуру корневой системы пшеницы. Открытие семейства генов OPRIII и того, что разное количество их копий влияет на длину корней, является значительным шагом.

"Дублирование генов OPRIII приводит к увеличению выработки растительного гормона жасмоновой кислоты, которая, среди прочего, ускоряет образование боковых корней", — пояснил профессор Хорхе Дубковски. — "Разные дозы этих генов можно использовать для получения разных типов корней".

От геномики к селекции

Чтобы получить более длинные корни, исследователи использовали технологию редактирования генов CRISPR для удаления некоторых дублированных генов OPRIII в линиях пшеницы с короткими корнями. Напротив, увеличение количества копий этих генов приводило к образованию более коротких и разветвленных корней. А вставка хромосомы ржи, которая снижает количество генов OPRIII пшеницы, вызывала рост более длинных корней.

"Тонкая настройка дозы генов OPRIII позволит нам создавать корневые системы, адаптированные к засухе, нормальным условиям или разным сценариям", — сказал первый автор статьи, постдок Гилад Габай.

Знание правильной комбинации генов позволяет ученым искать сорта пшеницы с такими естественными вариациями и использовать их в селекции для фермеров, работающих в условиях дефицита воды.