Научный взгляд: почему лесная земляника устойчива к холоду

Исследователи из Технологического института Карлсруэ изучили реакцию лесной земляники (Fragaria vesca) на холод для последующего выведения более устойчивых сортов.

В прошлом культуры выводили главным образом для повышения продуктивности в ущерб устойчивости. Из-за изменения климата современному сельскому хозяйству становится все труднее компенсировать недостаток устойчивости культур.

Для проведения исследования были использованы данные диких родственников сельскохозяйственных культур в Генбанке Германии.

В ходе сравнительного исследования ученые выделили холодоустойчивые и холодочувствительные генотипы лесной земляники. Пара генотипов, различающихся по устойчивости к холодовому стрессу, позволила выявить физиологические, биохимические, молекулярные и метаболические процессы, связанные с холодоустойчивостью.

В ходе исследования были определены гены, которые особенно важны в каскаде холодовых сигналов и обеспечивают лесной землянике устойчивость к холоду. Некоторые гены, регулируемые холодом, гораздо сильнее выражены в холодоустойчивом генотипе. Они обеспечивают производство белков, которые действуют как собственный антифриз клетки и защищают мембрану от повреждения при замерзании. Кроме того, имеются различия, вызванные только холодовым стрессом: сначала это просто физический сигнал для растения — холод уплотняет мембрану растительной клетки, что влияет на транспортные процессы и активность ферментов.

Результаты исследования имеют большое значение для сельского хозяйства в целом и селекции в частности и показывают, что анализ диких видов может помочь в будущем сделать сельское хозяйство более устойчивым.

Изучением возбудителей болезней земляники садовой и других ягодных культур активно занимаются в научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора). Результатом проведенных исследований стала разработка методических рекомендаций по выявлению и идентификации возбудителей угловатой пятнистости листьев земляники Xanthomonas fragariae и фитофторозной корневой гнили земляники Phytophthora fragariae.

Источник: Adnan Kanbar et al, Cold tolerance of woodland strawberry (Fragaria vesca) is linked to Cold Box Factor 4 and the dehydrin Xero2, Journal of Experimental Botany (2024). DOI: 10.1093/jxb/erae263