Поиск засухоустойчивых дубов каменных

Исследовательская группа из Университета Кордовы изучила молекулярные свойства дуба каменного (Quercus ilex) в поисках деревьев, более устойчивых к засухе и корневой гнили.

Засуха — одна из главных проблем, влияющих на дубы каменные. Хотя этот вид обладает высокой естественной адаптивностью, засуха остаётся основной причиной гибели в посадках. «Стресс от засухи» также является важным фактором, способствующим развитию корневой гнили — синдрома, вызываемого сочетанием засухи, высоких температур и почвенных патогенов (в основном Phytophthora cinnamomi). В условиях изменения климата эта ситуация будет усугубляться.

Однако не все деревья поражаются одинаково. Некоторые экземпляры, называемые «элитными», демонстрируют большую устойчивость. Группа AGR-164 «Биохимия, протеомика и биология растительных и агролесомелиоративных систем» провела исследование, чтобы идентифицировать такие деревья.

Работа, координируемая доктором Марией Анхелес Кастильехо, сосредоточена на молекулярном изучении вида, о котором на этом уровне известно очень мало, несмотря на его экологическую и экономическую ценность. Как отметила Кастильехо, дуб каменный — важнейший вид андалузской экосистемы деэсы и средиземноморского леса. Работа с лесными видами сложна из-за их высокой биологической изменчивости и длительных жизненных циклов. Кроме того, пока не секвенирован геном дуба каменного, хотя над этим ведётся работа.

Целью проекта было выявить более устойчивые к засухе деревья через изучение их протеома (белков), чтобы определить белки, участвующие в этой толерантности.

Методология исследования

• Были выбраны четыре популяции из разных частей Андалусии.
• С сеянцами провели эксперимент по засухострессу.
• Физиологические исследования (например, измерение флуоресценции листьев) помогли определить падение фотосинтеза и выбрать два момента времени для молекулярного анализа.
• Для второго анализа отбирали белки, количество которых увеличивалось в ответ на засуху как минимум в двух популяциях.

Двойная стратегия количественного анализа белков и пептидов позволила выбрать наиболее стабильные во времени молекулы, которые могут быть вовлечены в устойчивость к засухе и использоваться как возможные молекулярные маркеры.

«Те деревья, в геноме которых экспрессируется наибольшее число или количество этих белков, вероятно, более устойчивы к засухе», — пояснила исследователь.

В результате была предложена список возможных маркеров. Их смогут использовать лесоводы для отбора экземпляров и в программах лесовосстановления на территориях, пострадавших от засухи.