Научный взгляд: зачем изучать дикие зерновые культуры

Исследователи Университета Мердока и Пекинской академии сельского хозяйства и лесного хозяйства провели исследование дикого вида ячменя Hordeum brevisubulatum, известного своей исключительной устойчивостью к щелочным и засоленным почвам, и представили его первый хромосомный геном. Полученные результаты открывают возможности для более устойчивого сельского хозяйства и значительного повышения урожайности зерновых культур при возделывании в неблагоприятных условиях.

В ходе исследования были выявлены критические генетические адаптации, включая дублирование генов стресс-реакции, которые обеспечивают эффективное потребление питательных веществ при щелочном стрессе. При сверхэкспрессии эти гены удваивали биомассу и обеспечивали улучшенные урожаи в суровых условиях.

Ученые обнаружили, что ген, ранее известный как ген устойчивости к болезням, снижает окислительный стресс в солено-щелочной среде.

Полученные результаты послужили основой для разработки новой гексаплоидной культуры Tritordeum (AABBII), полученной заменой субгенома пшеницы «D» геномом I H. brevisubulatum. Эта новая культура продемонстрировала значительное увеличение поглощения нитрата на 48% и увеличение урожайности зерна на 28% в условиях стресса по сравнению с обычной пшеницей.

Устойчивость генома I H. brevisubulatum предлагает генетические инструменты для создания культур, устойчивых к экстремальным климатическим условиям, обеспечивая конкурентоспособность зернового сектора.

Ускорив интеграцию генетических признаков дикого ячменя в селекционные программы, исследователи смогут вывести новые сорта в течение следующего десятилетия и предложить фермерам своевременные решения в борьбе с повышением температуры и деградацией почвы.

Результаты исследования — значительный шаг в использовании диких родичей сельскохозяйственных культур для борьбы с деградацией почв и растущей распространенностью экстремальных погодных явлений.

Устойчивые к засолению зерновые культуры помогут сохранить урожайность в районах, подверженных засухе, сократить дорогостоящую зависимость от удобрений, сохранив производительность.

Болезни зерновых культур являются лимитирующим фактором при экспорте зерна. Изучением и разработкой методов диагностики опасных фитопатогенов зерновых культур занимаются в научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора), в дальнейшем разработки применяют в аккредитованных лабораториях Россельхознадзора.

Источник: Hao Feng et al, Hordeum I genome unlocks adaptive evolution and genetic potential for crop improvement, Nature Plants (2025). DOI: 10.1038/s41477-025-01942-w