Дизайнерские корни против засухи
Исследователь из Университета Квинсленда сделала открытие, которое ляжет в основу целенаправленного конструирования корневых систем растений. Её открытие уже используется селекционерами для создания засухоустойчивых сортов сорго.
Форма корневой системы играет ключевую роль в способности сорго поглощать воду. Доктор Виджая Сингх доказала, что она в значительной степени контролируется определённым участком генома растения, который ей удалось локализовать. Её выводы и методики могут быть применимы и к другим сельскохозяйственным культурам.
«Повышение эффективности использования воды полевыми культурами — это глобальная необходимость для продовольственной безопасности», — говорит Виджая.
Сорго — важная зерновая культура для засушливых регионов, выращиваемая в развивающихся странах, где часты засухи, а также на северо-востоке Австралии. «Несмотря на то, что корневые системы критически важны для поглощения воды растениями и адаптации к засухе, им уделялось мало внимания, потому что их очень сложно изучать», — отмечает исследователь.
Она разработала методику: выращивала проростки сорго в узких прозрачных контейнерах из плексигласа, а затем сканировала их для измерения характеристик корней. Она обнаружила, что угол, под которым корни проростка отходят от первой точки ветвления под землёй, указывает на форму и функцию корневой системы взрослого растения.
Этот «угол отхождения узловых корней» контролируется генетически. «Я использовала это открытие, чтобы найти контролирующие генетические регионы», — говорит Виджая.
«Мои результаты показали, что линии с широким углом отхождения узловых корней на стадии проростка имели тенденцию поглощать большую долю воды на расстоянии от растения благодаря более широкому пространственному распределению корневой системы. И наоборот, линии с узким углом обладали большей способностью извлекать воду из глубины непосредственно под растением. Это понимание облегчит создание сортов, лучше адаптированных к засухе».
Идентификация Виджаей регионов генома, связанных с формой корневой системы, открывает возможности для улучшения засухоустойчивости с помощью селекции. «Это может обеспечить фермерам лучшую урожайность зерна, особенно в экстремально засушливые годы, — говорит она. — В конечном счёте, это поможет стабилизировать доходы фермерских хозяйств, что может улучшить социальную и экономическую структуру сельских сообществ».