Китайские ученые раскрыли возможности генетической адаптации огурцов к подтоплению

Подтопление — следствие обильных дождей или недостаточного дренажа — негативно влияет на культуры с нежной корневой системой, например огурцы. Такие условия не только препятствуют корневому дыханию и развитию растений, но и угрожают сельскохозяйственной продуктивности в глобальном масштабе.

Поскольку изменение климата увеличивает частоту и серьезность подобных явлений, изучение генетической основы устойчивости к заболачиванию очень важно. Это необходимо для разработки культур, способных противостоять сложным условиям, обеспечивая продовольственную безопасность в условиях меняющегося климата.

Исследовательская группа Университета Янчжоу раскрыла генетическую адаптацию у огурцов к подтоплению.

В научной работе подробно описано, как ген CsPrx73 формирует надежный защитный механизм, включая развитие придаточных корней и удаление активных видов кислорода. Комплексный сравнительный транскриптомный анализ выявил сложную сеть из 2616 дифференциально экспрессированных генов, реагирующих на стресс от подтопления. Выделяющийся среди них ген CsPrx73 играет ключевую роль в адаптивной реакции огурца.

Было показано, что сверхэкспрессия гена CsPrx73 в растениях огурца значительно усиливает образование придаточных корней, которые необходимы для выживания в условиях заболачивания. Также эти растения показали повышенную способность к сжиганию активных форм кислорода — важнейшему механизму защиты от окислительного повреждения, вызываемого заболачиванием.

Исследование выявило ключевую регуляторную роль фактора транскрипции ERF CsERF7-3, который связывается с CsPrx73, активируя защитные механизмы растения против водного стресса.

Определение роли гена CsPrx73 — это значительный шаг вперед в понимании биологии стресса растений. Это открытие может сыграть важную роль в стратегическом развитии сельскохозяйственных культур, обладающих повышенной устойчивостью к заболачиванию, что является важнейшим достижением для устойчивого сельского хозяйства в эпоху изменения климата.

Огурцы — важная культура, весьма восприимчивая к возбудителям болезней и вредителям. Рассада огурца крайне чувствительна к химикатам, поэтому химические средства защиты в данный период не рекомендуется использовать. В этом случае на помощь приходит биологическая защита, использование энтомофагов. В отделе биометода Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») проводят отработку технологий ведения культур живых организмов в контролируемых условиях, создание и накопление маточного материала энтомофагов и других беспозвоночных животных, наработку материала для лабораторных и полевых испытаний эффективности энтомофагов и других агентов биологического контроля вредных организмов.

Источник: Jiawei Pan et al, RNA-seq-based comparative transcriptome analysis reveals the role of CsPrx73 in waterlogging-triggered adventitious root formation in cucumber, Horticulture Research (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae062