Найден способ укрепить иммунитет растений при повышении температуры
Сельскохозяйственные культуры во всем мире находятся под угрозой из-за повышения температуры. Исследовательская группа из университетов США и Китая заявила, что найден способ помочь растениям пережить экстремальную жару и противостоять изменению климата. Результаты исследования могут иметь важное значение для защиты запасов продовольствия во время волн тепла, рассказывают европейские СМИ.
При воздействии высоких температур и засухи защитные силы растений ослабевают, и сельскохозяйственные культуры становятся уязвимыми для атак насекомых и болезнетворных патогенов. Во время сильной жары может быть уничтожено огромное количество урожая. Это угрожает запасам продуктов питания для людей и растениям, используемым для производства кормов для скота и биотоплива для автомобилей. Но ученые из Йельского университета (США), Калифорнийского университета в беркли (США), Университета Дьюка (США), а также сельскохозяйственного университета Тао Чен Хуачжун (Китай) обнаружили способ, которым тепло приводит к сбою защитных сил растений.
Исследовательская группа экспериментировала с растением под названием кресс-салат, которое обычно используется в научных лабораторных тестах. Выяснилось, что когда растениям угрожают болезни или вредители, уровень салициловой кислоты в них увеличивается до семи раз. Это укрепляет иммунную систему растения и помогает отразить атаку. Однако при высоких температурах растения не могут увеличить уровень салициловой кислоты, что делает их беззащитными перед лицом патогенов или насекомых. Это происходит даже во время коротких периодов сильной жары. Ученые потратили годы на изучение фитохромов растений, клеток, которые действуют как датчики внутренней температуры и сообщают растению, когда начинать расти и цвести в более теплую весеннюю погоду. Они экспериментировали с растениями, фитохромы которых были модифицированы для постоянной активности, но даже эти растения страдали ослаблением защиты при воздействии высоких температур. Но в итоге ученые обнаружили, что многие гены, которые «выключались» при высоких температурах, контролировались главным геном под названием CBP60g. Когда CBP60g становился слишком горячим и переставал функционировать, он также предотвращалл выработку белка, который позволял растению вырабатывать больше салициловой кислоты. Таким образом, при тепловом стрессе иммунитет растения нарушался. Ученые решили, что если бы они создали кресс-салат с постоянно включенным геном CBP60g, растение было бы способно поддерживать свою систему защиты и блокировать атаки даже при повышенных температурах. Такие растения, как помидоры, рис и рапс, при тепловом стрессе ведут себя так же, как кресс-салат. В настоящее время проводятся тесты семян рапса с системой мутации CBP60g. Сообщается, что результаты положительные.
Таким образом, если генная мутация будет действовать аналогичным образом в различных продовольственных культурах, это может означать, что урожайность останется неизменной даже при повышенных температурах. При этом нет никаких предположений о том, что использование мутации гена изменит вкус пищи или создаст какой-либо риск для потребителей.