Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) прогнозирует повышение средней глобальной температуры на 3,7°C (плюс-минус 1,1°C) к концу этого столетия.
Команда из Университета Мельбурна приступила к изучению потенциала сельскохозяйственных культур и их возможностей справляться с экстремальной жарой. Данное исследование позволит в создании новых сортов растений, с выраженной устойчивостью к засухе и тепловому стрессу.
Исследовательская группа, в которую также входят кандидат наук Нита Лохани и профессор Мохан Сингх, изучала влияние экстремальной жары на рапс, третью по величине культуру в Австралии.
По словам ученого, исследования, которые проводились ранее, показали, что для выращивания рапса критической является температура, колеблющаяся от 27 до 30°C.
Также было установлено, что высокие температуры негативно сказываются на процессе опыления цветков рапса, уменьшая количество формируемых семян. Экстремальная жара во время цветения может серьезно снизить урожайность растений, ухудшая образование пыльцы, уменьшая процессы образования семян.
Снижение урожайности семян является важной проблемой для этой масличной культуры, особенно в случае ее выращивания именно для производства масла.
Для повышения устойчивости рапса к тепловому стрессу ученые использовали ростовые камеры для имитации тепловой волны, подвергая растения рапса воздействию тепла, импульсно, с разной временной интервальностью.
Длительность теплового облучения варьировалась от 30 минут до четырех часов. Опыт проводился при температуре 40°C.
В основе изучения была разновидность рапса Brassica napus L., являющаяся третьей по значимости культурой, производство которой налажено в мире.
Полученные результаты показали, что при 4-часовом высокотемпературном воздействии происходило резкое снижение образования пыльцы «выживания» (известном как жизнеспособность). Показатели падали с 90% (норма) до 25%. Также с 62% до 10% снижалось прорастание пыльцевых зерен (способность пыльцевой трубки переносить сперму), иными словами, это показатели всхожести.
Для сравнения, растения рапса, которые не подвергались воздействию экстремальной жары, имели примерно 90-процентную жизнеспособность пыльцы и 62-процентную всхожесть.
Когда подвергшиеся тепловому стрессу пестики (женские половые органы) опылялись пыльцой, подвергшейся тепловому стрессу, наблюдалось резкое снижение всхожести семян.
Это неудачное оплодотворение, формирование семян и набор их массы указывали на то, что вызванные теплом изменения в женских половых органах, негативно отражались на показателях производительности пыльцы (мужской репродуктивный аналог) и, в конечном счете, на общий урожай семян.
Планируется провести дальнейшие исследования генов и сетей, выявленных в этом исследовании, что проложит путь к генетическому улучшению теплостойкости и репродуктивных характеристик важных сортов рапса.
Подготовлено по материалам сайта phys.org.