Китайские молекулярные биологи обнаружили генетический механизм, который объясняет, почему урожайность сельскохозяйственных культур падает при заморозках. Открытие может помочь в создании методов защиты растений от резких похолоданий.
Исследователи из КНР обнаружили ранее неизвестную генетическую цепочку, подавляющую формирование семян внутри завязи цветочных растений при заморозках или других резких снижениях температуры. Их работа была опубликована в журнале Current Biology.
По мнению ученых, это открытие поможет создать подходы для предотвращения снижения урожайности сельскохозяйственных культур в неблагоприятных погодных условиях.
Как отмечают биологи, глобальные изменения климата сопровождаются учащением экстремальных погодных явлений, включая заморозки. Эти явления ведут к резкому падению урожая. Ученые связывают результаты проведенных исследований с резким замедлением формирования семяпочек, чему способствуют взаимодействия между генами BZR1 и CSP2.
Открытие совершено группой ученых под руководством профессора Шанхайского университета Цзяотун Линь Вэньхуэй. Ее научная группа много лет изучает процесс формирования семян. Три года назад было показано, что семяпочки формируются в ходе многоэтапного процесса, который при неблагоприятных условиях может приостанавливаться для перенаправления ресурсов на борьбу с угрозами.
Исследователи предположили, что схожий механизм срабатывает при заморозках. В ходе эксперимента они высадили ростки микро-томатов и дикого австралийского табака, дождались формирования завязей и резко охладили растения до четырех градусов Цельсия. Периодически забирая пробы клеток, ученые отслеживали изменения в активности генов.
Замеры показали, что резкое охлаждение активирует ген CSP2, отвечающий за реакцию на холод. Его включение подавляет работу гена BZR1, связанного с активацией программы роста семяпочек.
Подавив работу гена CSP2, биологи смогли предотвратить снижение урожайности табака и томатов после заморозков. В перспективе схожим образом можно будет управлять устойчивостью культурных растений к низким температурам.
