Научный взгляд: карликовость тыквы позволяет противостоять экологическим стрессам

В стремлении повысить урожайность сельскохозяйственных культур и защитить растения от стрессовых факторов окружающей среды ключевым моментом является взаимодействие фитогормонов. Однако информация о генетических рычагах, которые определяют рост растений и их устойчивость к засолению почвы и другим неблагоприятным факторам, остается ограниченной. Устранение пробелов в знаниях крайне необходимо для выращивания культур, способных произрастать в неблагоприятных условиях окружающей среды.

Тыква обыкновенная (Cucurbita pepo) – популярная и полезная сельскохозяйственная культура, источник витаминов, минералов и клетчатки. Тыква богата антиоксидантами, которые защищают клетки организма от повреждения свободными радикалами. Эта светолюбивая и теплолюбивая культура прекрасно растет на хорошо дренированных суглинистых и супесчаных почвах. Не переносит сильно кислые и щелочные почвы.

Ученые изучили влияние мутации у тыквы в гене CpDWF5 и подробно описали генетические отклонения, возникающие в результате единственного нуклеотидного изменения и влияющие на само растение. Это изменение подавляет выработку брассиностероидов, уменьшая рост растения и вызывая появление густой темной листвы.

Парадоксально, но та же мутация наделяет растение превосходной способностью противостоять солевому стрессу, тем самым показывая сложную генетическую взаимосвязь между гормонами роста и адаптацией к стрессу.

Полученные результаты исследования свидетельствуют о тонкой взаимосвязи между генетическими мутациями и их многогранным влиянием на физиологию растений, это шаг к созданию культур, способных противостоять неблагоприятным условиям окружающей среды, что является ключевым моментом для устойчивого сельского хозяйства.

На примере мутации гена CpDWF5 растения тыквы открывается путь к созданию растений, обладающих врожденной защитой от экологического стресса, что в перспективе позволит усовершенствовать сельскохозяйственную практику и укрепить глобальную продовольственную безопасность.

Залог высокого урожая сельскохозяйственных культур – качественные семена, свободные от возбудителей болезней. Многие возбудители карантинных болезней распространяются на большие расстояние с семенами растений-хозяев, находясь в латентном состоянии. Аккредитованные испытательные лаборатории Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят исследования семенного и посадочного материала на наличие карантинных и особо опасных возбудителей болезней по оригинальным методическим рекомендациям, разработанным научными подразделениями ФГБУ «ВНИИКР».

Источник: Sonsoles Alonso et al, A mutation in the brassinosteroid biosynthesis gene CpDWF5 disrupts vegetative and reproductive development and the salt stress response in squash (Cucurbita pepo), Horticulture Research (2024). URL: https:doi.org/10.1093/hr/uhae050