Исследование механизмов засухоустойчивости пшеницы

Ученые Texas AgriLife Research пытаются определить, в какой части растения — побеге или корневой системе — разные сорта пшеницы, популярные в регионе Высоких равнин, черпают свою засухоустойчивость.

Доктор Шую Лю, генетик по мелким зерновым культурам AgriLife Research в Амарилло, работает с группой ученых над проектом, финансируемым программой Ogallala Aquifer Program, с целью выявить ключевые генетические регуляторы засухоустойчивости.

Цель исследования

Ученые стремятся понять механизмы засухоустойчивости у сортов пшеницы. В фокусе исследования — три широко выращиваемых в регионе Высоких равнин сорта: TAM 111, TAM 112 и TAM 304.

  • TAM 111 показывает хорошие результаты как при орошении, так и в богарных (неорошаемых) условиях.
  • TAM 112 значительно лучше себя чувствует в условиях продолжительной засухи (например, в 2011 году).
  • TAM 304 очень хорош при орошении, но не в богарных условиях.

Наблюдения селекционеров и собранные за последние годы физиологические данные показывают, что эти три сорта по-разному реагируют на водный стресс, однако основа этой адаптации остается неизвестной.

Актуальность проблемы

Определение механизмов адаптации к засухе критически важно. Только в 2011 году стресс от засухи привел к потере более 240 миллионов бушелей озимой пшеницы, что обошлось примерно в $1,33 миллиарда в регионе Южных Великих равнин.

Методология эксперимента

Эксперимент проводится в теплице, чтобы понять, как три сорта по-разному реагируют на воду на разных стадиях роста. В исследовании участвуют два засухоустойчивых сорта и один восприимчивый к засухе.

  1. Сбор данных: Ученые собрали образцы листьев с разных стадий роста для лабораторного анализа. На последнем этапе собираются данные об урожайности зерна, биомассе побегов и корней для каждого сорта в условиях как продолжительной засухи, так и орошения.
  2. Лабораторный анализ: В лаборатории проводятся исследования экспрессии генов с использованием технологии микрочипов (microarray), чтобы понять, какие гены контролируют различные механизмы засухоустойчивости у каждого сорта.
  3. Полевые испытания: Параллельно все три сорта выращиваются в полевых условиях, где собираются дополнительные данные (урожайность, температура полога и др.) группой по стресс-физиологии и селекции AgriLife Research в Амарилло.

Ожидаемый результат

В конечном итоге ученые объединят данные тепличных, полевых испытаний и лабораторных анализов, чтобы выяснить, в чем заключаются различия в механизмах засухоустойчивости между тремя изучаемыми сортами пшеницы.