Гены лесной земляники помогут выведению устойчивой к заморозкам садовой клубники
Изменение климата смещает времена года, подвергая сельскохозяйственные культуры повышенному риску. Например, внезапные заморозки поздней весной могут быть губительны для клубники на грядке. Дикие виды — наоборот, куда устойчивее.
Причина в том, что селекция культивируемых растений была направлена в первую очередь на повышение урожайности — зачастую в ущерб устойчивости, объясняет профессор Питер Ник из Института растениеводства имени Йозефа Готлиба Кельройтера при Технологическом институте Карлсруэ в Германии.
«Недостатку устойчивости сельскохозяйственных культур способствуют также удобрения и уход за полями. Поэтому дикие растения и их генетические факторы защиты становятся все более важными для сельского хозяйства», — добавляет он.
Команда под его руководством изучила генетические механизмы морозоустойчивости лесной земляники Fragaria vesca. Результаты исследования опубликованы в Journal of Experimental Botany.
Ученые впервые сравнили холодостойкие и холодочувствительные генотипы лесной земляники, чтобы раскрыть физиологические, биохимические, молекулярные и метаболические процессы, связанные с устойчивостью к низким температурам.
Выявлены профилактические механизмы защиты. «Определенные гены, регулируемые холодом, гораздо более выражены в холодоустойчивом генотипе. Они обеспечивают выработку белков, которые действуют как собственный антифриз клетки и защищают мембрану от повреждения замерзанием», — уточнил ботаник.
Кроме того, в генах земляники заложена способность реагировать на ухудшение условий: холод делает мембрану клеток жесткими, и это физическое изменение преобразуется в химический сигнал, направленный к ядру. «Мы идентифицировали гены, которые особенно важны в этом каскаде холодовых сигналов и обеспечивают успешную реакцию крепкой лесной земляники», — пояснил Ник.
Результаты исследования представляют большую ценность для сельского хозяйства.
«В будущем мы сможем использовать эти результаты для выращивания клубники, которая производит больше антифризного белка, например. Нет необходимости в генной инженерии — можно использовать обычное скрещивание. Опираясь на наши молекулярные знания, мы сможем быстро выбирать подходящие особи растений», — сказал ученый.
Он также отметил ценность генофонда диких видов растений для его применения в устойчивом сельском хозяйстве.
