Культуры с более коротким жизненным циклом могут хорошо расти на засоленных почвах, вызванных изменением климата
Наряду с продолжительным использованием удобрений в интенсивном сельском хозяйстве повышенное испарение воды из почвы, вызванное глобальным потеплением, приводит не только к уменьшению доступности воды, но и к увеличению концентрации солей. Сегодня около 20% обрабатываемых земель подвержены засолению, но этот процент увеличится из-за климатического кризиса, вызванного аномальной жарой и засухой.
«В нашей лаборатории мы исследуем гены Tempranillo (TEM), которые регулируют различные стадии развития растений, особенно цветение. В предыдущих исследованиях с растением Arabidopsis thaliana мы обнаружили, что растения с пониженным содержанием этих факторов зацветают раньше, отсюда и название генов («temprano» на испанском означает «ранний»). Удивительно, но после анализа растений с избытком ТЕА мы увидели, что помимо изменений в процессе цветения, были также изменения, связанные с реакцией на засоление, поэтому мы решили продолжить исследование роли генов ТЕА в адаптивном росте», объясняет исследователь Сорая Пелаз.
Чтобы узнать, как гены ТЕА регулируют рост растений в засоленных условиях, команда проанализировала мутантные растения Arabidopsis с избытком и дефицитом ТЕА, выращенные на засоленных почвах. При высоких концентрациях соли нормальные растения цветут позже и почти не дают семян, но исследование показало, что мутантные растения с дефицитом ТЕА зацветают раньше, производя семена, поэтому их более короткий жизненный цикл позволяет им избежать блокировки роста, вызванной солью.
«Кроме того, у мутантных растений с дефицитом ТЕА мы также наблюдали, что старение листьев было замедленным по сравнению с нормальными растениями, то есть листья дольше желтели и высыхали», отмечает Микела Оснато, автор статьи. «Это происходит потому, что эти мутантные растения производят меньше жасмоновой кислоты, гормона старения, а также накапливают больше предшественников витамина Е, которые действуют как антиоксиданты во время солевого стресса, что приводит к более медленной деградации фотосинтетических пигментов листьев, которые превращаются из зеленых в желтые».
Работа основана на комплексном многоуровневом анализе, который объединяет молекулярно-генную экспрессию, метаболическую деградацию фотосинтетических пигментов и накопление антиоксидантов, а также физиологические изменения при цветении и старении. В целом, многочисленные методы, используемые в сотрудничестве с другими исследовательскими группами Крэга, раскрывают новые идеи о механизмах, которые делают мутантные растения с дефицитом ТЕА более толерантными к солености.
Источник: cragenomica.es/crag-news/discovered-new-strategy-achieve-plants-more-tolerant-salinity
