Как социальное поведение пшеницы влияет на производство зерна?

Один из важнейших факторов эволюции сельскохозяйственных культур связан с изменением отбора при переходе растений из гетерогенной природной среды в однородную среду монокультуры. Конкуренция за ресурсы считается ключевой силой, формирующей популяции растений в условиях естественного отбора, часто благоприятствуя наиболее конкурентным особям.

Архитектура и поведение успешных генотипов как отдельных растений отличаются от генотипов, процветающих в сообществе. Приспособленность отдельного растения повышается за счёт «эгоистичных» признаков, которые, как и у людей, могут негативно влиять на продуктивность сообщества.

«Сельское хозяйство зависит от продуктивности сообщества», — подчёркивает профессор Торстен Шнурбуш. — «Но среда, в которой выращиваются культуры, их агроэкология, мало изучена. Удивительно, как мало мы знаем о взаимодействиях растений в плотных, реальных сообществах».

Современные культуры выращиваются в высокоплотных посевах, где они испытывают дефицит света из-за взаимного затенения. «Моделирование затенения кроны может приблизить нас к полевым условиям, что полезно для изучения и отбора растений на высокую урожайность зерна», — говорит доктор Гай Голан. — «Кооперативное поведение и высокоплодовитые соцветия в условиях ограниченного света наиболее важны для продуктивного сообщества зерновых культур».

Исследователи обнаружили, что поведение, повышающее приспособленность отдельного растения, может быть бесполезным или даже вредным для продуктивности всего сообщества. Результаты опубликованы в журнале Plant, Cell & Environment.

Более того, учёные утверждают, что множественные фенотипы, полученные в условиях моделируемого затенения, лучше объясняют продуктивность сообщества пшеницы, что говорит в пользу использования такого моделирования в селекции высокоурожайных сортов.

«Глубокое понимание этих взаимодействий и их молекулярно-генетических компонентов крайне важно для создания более устойчивых и ресурсоэффективных культур», — говорит профессор Шнурбуш. — «Применение агроэкологического генетического подхода может оптимизировать коллективную урожайность, лучше адаптируя культуры к их среде, будь то монокультура или смесь».