Совсем недавно учёные сделали значительное открытие в области агрономии, которое может изменить подход к выращиванию зерновых культур. Специалисты выявили новый биологический механизм, способный повысить устойчивость зерновых к изменениям климата. Это открытие связано с генетической детерминантой, которая регулирует выход семени из состояния покоя, что является критически важным этапом для прорастания.
Важность исследования заключается в том, что семенная эмбриональная спячка представляет собой состояние, в котором зародыш находится в метаболическом покое, несмотря на благоприятные условия для прорастания. Это состояние может стать серьезной проблемой для аграрного сектора, поскольку преждевременное прорастание приводит к снижению качества зерна и экономическим потерям, которые могут достигать миллиардов долларов ежегодно. С другой стороны, длительный период покоя семян затрудняет сроки посева следующей культуры.
В ходе исследования был выявлен ген MKK3, который играет основную роль в регулировании длительности периода покоя семян. Количество копий этого гена и уровень его экспрессии определяют скорость выхода семени из состояния покоя. Увеличение копий гена способствует более быстрой активации процессов прорастания, что можно охарактеризовать как "пробуждающий механизм".
Анализ образцов ячменя из различных климатических зон показал, что фермеры предпочитают генетические варианты гена MKK3, адаптированные к местным условиям. В регионах с высоким уровнем осадков, таких как Восточная Азия, выбираются формы с длительным периодом покоя, чтобы защитить семена от преждевременного прорастания. Напротив, в Северной Европе фермеры предпочитают сорта с коротким периодом покоя, что обеспечивает быстрые и дружные всходы, важные для пивоваренной промышленности.
Особое внимание учёных привлекли голозёрные сорта ячменя, произрастающие на Цинхай-Тибетском плато, где ген MKK3 проявляет высокую активность. Это приводит к минимальному периоду покоя, позволяя местным фермерам осуществлять уборку урожая в оптимальные сроки. Зерно сохраняет свои качества и быстро прорастает даже в условиях высокогорья с осенними заморозками.
На основе полученных данных учёные предполагают, что интеграция различных аллелей гена MKK3 в селекционные программы может существенно облегчить создание новых сортов зерновых, устойчивых к климатическим стрессам. Эти разработки имеют огромное значение для обеспечения продовольственной безопасности в условиях глобальных изменений климата и могут стать основой для формирования более адаптированных к новым условиям сортов, что в свою очередь улучшит экономику сельского хозяйства и повысит его устойчивость к изменяющимся условиям окружающей среды.
Фото - progorodsamara.ru
