Зерновые под дождем: новое исследование открывает путь к созданию устойчивых к наводнениям культур

Из основных продовольственных культур только рис в настоящее время способен переживать затопление. Благодаря новому исследованию, опубликованному в Science, это может скоро измениться.

Исследование показало, что растения — дикорастущий томат, культивируемый томат и растение, подобное люцерне, — имеют по меньшей мере 68 общих семейств генов, активируемых в ответ на затопление. Эти гены называются submergence up-regulated families (SURFs).

"Мы не ожидали найти 68 общих SURFs, учитывая, что эволюция разделила предков риса и этих других видов до 180 миллионов лет назад", — сказала соавтор Нилима Синха, профессор биологии растений в UC Davis.

Исследователи изучили клетки на кончиках корней растений, так как корни первыми реагируют на наводнение. "Мы рассмотрели то, как ДНК инструктирует клетку создавать конкретный стрессовый ответ, с беспрецедентным уровнем детализации", — отметил ведущий исследователь Маурисио Рейносо из UC Riverside.

Хотя SURFs активировались у всех растений во время экспериментов с затоплением, их генетические ответы были не такими эффективными, как у риса. Дикий вид томата, растущий в пустынной почве, завял и погиб при затоплении.

"Мы надеемся использовать знания о рисе, чтобы помочь активировать гены в других растениях, которые могли бы помочь им выжить при переувлажнении", — сказала руководитель исследования Джулия Бейли-Серрес, профессор генетики UC Riverside.

Исследование было международным сотрудничеством, финансируемым Программой исследований генома растений Национального научного фонда (NSF). Теперь группа планирует дополнительные исследования, чтобы повысить выживаемость растений, которые в настоящее время гибнут и гниют от избытка воды.

"Представьте мир, где у детей не хватает калорий для развития. Мы, как ученые, должны срочно помочь растениям выдерживать наводнения, чтобы обеспечить продовольственную безопасность в будущем", — заявила Бейли-Серрес.