Открытие биологов из Китая поможет сделать урожай более стойким к заморозкам

МОСКВА, 25 декабря. //. Китайские молекулярные биологи обнаружили ранее неизвестную цепочку генов, которая подавляет формирование "зародышей" семян внутри завязи цветочных растений при заморозках или других внезапных снижениях температуры. Данное открытие поможет создать подходы, которые будут предотвращать снижение урожайности сельскохозяйственных культур при заморозках, пишут биологи в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

"Глобальные перемены климата сопровождаются учащением экстремальных погодных явлений, в том числе заморозков и резких похолоданий. Все они ведут к резкому снижению урожая, что связано, как показали проведенные нами исследования, с резким замедлением формирования "зародышей" семян. Ключевую роль в этих процессах играют взаимодействия между генами BZR1 и CSP2", - пишут исследователи.

Открытие было совершено группой китайских молекулярных биологов под руководством профессора Шанхайского университета Цзяотун (Китай) Линь Вэньхуэй, чья научная группа уже много лет изучает то, как протекает процесс формирования семян растений внутри завязей. Три года назад ее команда показала, что семяпочки, своеобразные "зародыши" семян, формируются не одновременно, а в ходе многоэтапного процесса.

Проведенные учеными опыты на модельных растениях показали, что при неблагоприятных условиях среды представители флоры могут ставить этот процесс на паузу и перенаправлять ресурсы на борьбу с инфекциями или другими угрозами для их существования. Это открытие натолкнуло Линь Вэньхуэй и ее коллег на мысль, что нечто похожее может происходить и при наступлении заморозков.

Руководствуясь этой идеей, исследователи высадили ростки микро-томатов и австралийского дикого табака, дождались формирования завязей и резко охладили растения до температуры в четыре градуса Цельсия, что имитировало наступление заморозков. В рамках этой процедуры исследователи периодически забирали пробы клеток из завязей и отслеживали, как меняется активность генов в семяпочках и других частях будущих плодов этих растений.

Эти замеры показали, что резкое охлаждение приводит к активации гена CSR2, отвечающего за реакцию флоры на холод, чье "включение" ведет к подавлению работы еще одного участка ДНК, гена BZR1, связанного с активацией программы роста семяпочек. Опираясь на это наблюдение, биологи подавили работу CSR2 и обнаружили, что этот шаг предотвратил снижение урожайности табака и томатов после заморозков. В перспективе схожим образом можно будет гибко управлять стойкостью культурных растений и их урожая к заморозкам, подытожили биологи.