Найден способ выведения устойчивых к засухе сортов сельхозкультур

Международная группа исследователей обнаружила гены растений, которые способствуют выживанию культур в одной из самых суровых сред на Земле: пустыне Атакама в Чили. Результаты исследований помогут ученым вывести устойчивые сорта сельхозкультур, которые могут выращиваться в засушливом климате.

Пустыня Атакама находится на севере Чили, между Тихим океаном и Андами. Она является самым засушливым местом на планете (не считая полюсов). Тем не менее там растут десятки растений, в том числе травы, однолетние и многолетние кустарники.

Чилийская исследовательская группа за 10-летний период создала единственную в своем роде «естественную лабораторию» в пустыне, в которой ученые проводили анализ климата, почвы и растений на 22 участках, расположенных на различной высоте.

Затем чилийские исследователи приступили к определению последовательности генов, экспрессируемых в 32 доминирующих видах растений Атакамы, и оценки почвенных микроорганизмов, связанных с растениями, на основе последовательностей ДНК. Они обнаружили, что у некоторых видов растений у корней развиваются бактерии, способствующие росту, что является адаптивной стратегией для оптимизации потребления азота – питательного вещества, имеющего решающее значение для роста растений в бедных азотом почвах Атакамы.

Чтобы идентифицировать гены, белковые последовательности которых были адаптированы у видов Атакама, исследователи из Нью-Йоркского университета провели анализ с использованием подхода, называемого филогеномикой, который направлен на реконструкцию эволюционной истории с использованием геномных данных. Они сравнили геномы 32 растений Атакамы с 32 неадаптированными, но генетически похожими «сестринскими» видами, а также с несколькими модельными видами.

Так, исследование выявило 265 генов-кандидатов, изменения белковой последовательности которых были отобраны эволюционными силами у нескольких видов в Атакаме. Эти адаптивные мутации произошли в генах, которые могли быть в основе адаптации растений к условиям пустыни. Точно так же исследователи обнаружили гены, участвующие в регуляции реакции на стресс, которые могут быть связаны с адаптацией этих растений Атакамы к их стрессовой и бедной питательными веществами среде.

Подготовлено по материалам https://phys.org/