Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) вместе с коллегами из Казахстана исследовали рост дикорастущих видов пшеницы под воздействием засухи и солевого стресса. Найдены наиболее устойчивые виды пшеницы, которые можно рекомендовать для создания гибридов растений, менее подверженных нехватке влаги. Результаты совместной работы были представлены в июне этого года на 4-й международной конференции «Plant genetics, genomics, bioinformatics and biotechnology» и опубликованы в совместной монографии.
Продолжающийся рост населения планеты сопровождается увеличением площадей, занимаемых сельскохозяйственными культурами, в том числе в неблагоприятных климатических условиях. Необходимо помнить, что, по данным ООН, пустыни и засушливые регионы занимают почти половину суши на земном шаре; около двух третей сельскохозяйственных земель подвержены засолению. Поэтому исследование действия таких неблагоприятных факторов, как засуха и соленость, на растения является насущной необходимостью. Новые открытия в этой области помогут улучшить генетический потенциал растений и повысить их устойчивость к абиотическим стрессам.
В проекте учёных Научно-исследовательского института сельского хозяйства ФИЦ КНЦ СО РАН (Красноярск) и Института биологии и биотехнологии растений (Алматы, Казахстан) для исследования было выбрано шесть видов дикорастущей пшеницы. Оказалось, что лишь два вида, а именно пшеница двузернянка и пшеница эфиопская, устойчивы к засухе и солевому стрессу. Даже в таких неблагоприятных условиях у них наблюдались стабильные показатели развития корневой системы в проростках и относительно высокая фотосинтетическая активность листьев.
Оба этих вида являются тетраплоидными, то есть во всех клетках вместо двух имеются четыре основных набора хромосом. Большинство таких видов пшеницы с увеличенным количеством хромосом характеризуется повышенной белковостью зерна и устойчивостью к грибковым болезням, что позволяет использовать их в селекционных программах. Исследователи пришли к заключению, что данные виды могут использоваться не только для селекционных, но и генетических программ.
Как рассказала главный научный сотрудник отдела оценки селекционных материалов КНЦ СО РАН доктор сельскохозяйственных наук Наталья Зобова, в процессе улучшения зерновой культуры виды приобретают новые качественные признаки, например высокий стебель или широкие листья, но постепенно утрачивают стрессоустойчивость, присущую дикорастущим растениям. Поэтому ученые и селекционеры используют семена диких сородичей, у которых генетически заложена лучшая устойчивость к неблагоприятным условиям, для гибридизации культурных видов.
«Дикие сородичи пшеницы привыкли жить в суровых условиях, у них в генах записана способность сопротивляться стрессу. У культурных видов устойчивость сама по себе не возникает, она может быть только передана от других видов с генами», — пояснила Наталья Зобова.
Поиск устойчивых сортов пшеницы выполнялся в рамках сотрудничества ученых России и Казахстана при грантовой поддержке комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан. Теоретическая часть исследований опубликована в монографии «Изучение устойчивости фотосинтетического аппарата мягкой пшеницы (T. aestivum L.) и ее диких сородичей к абиотическим стрессорам in vivo и in vitro». Что касается практики, в настоящее время ученые Казахстана оценивают насколько выбранные виды пшеницы соответствуют засушливым районам их местности.
Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН
Фото: Научно-исследовательский институт сельского хозяйства ФИЦ КНЦ СО РАН (Красноярск) и Институт биологии и биотехнологии растений (Алматы, Казахстан)
