Команда ученых из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне спроектировала картофель, который станет более устойчивым к глобальному потеплению, показав 30%-ное увеличение массы клубней в условиях аномальной жары.
Мичем-Хенсолд, руководитель проекта в Университете Иллинойса, выполняла эту работу для RIPE – международного исследовательского проекта, цель которого – расширить глобальный доступ к продовольствию путем выведения продовольственных культур, которые более эффективно преобразуют солнечную энергию в продукты питания.
«Фотодыхание – это большие энергетические затраты для растения, – поясняет Мичем-Хенсолд. – Оно отнимает у растения энергию для формирования плодов, поскольку она направляется на метаболизм токсина. Нашей целью было сократить количество энергии, теряемой впустую, обойдя исходный фотодыхательный путь растения».
Предыдущие работы команды ученых показали, что, добавив два новых гена, гликолатдегидрогеназу и малатсинтазу, для моделирования путей растений, можно улучшить эффективность фотосинтеза. Новая генетика будет метаболизировать токсин (гликолат) в хлоропласте, отделе листа, ответственном за фотосинтез, вместо того, чтобы перемещать его через другие области клетки.
Поскольку экономия энергии привела к увеличению роста модельной культуры, то же самое ожидалось и для картофеля. Ученые не ошиблись: они увидели, что размер клубней увеличился в условиях аномальной жары, которая становится все более частой и интенсивной по мере прогрессирования глобального потепления.
На опытном поле три недели полевого сезона 2022 года, когда картофель все еще находился в фазе раннего вегетативного роста, волна тепла удерживала температуру выше 35°C четыре дня подряд, дважды преодолев 38°C. После пары дней передышки температура снова взлетела до 38°C.
Вместо того чтобы засохнуть на жаре, отредактированный картофель увеличил массу на 30% больше, чем картофель контрольной группы, в полной мере используя свою повышенную термоустойчивость и эффективность фотосинтеза.
«Еще одной важной особенностью этого исследования стала демонстрация того, что наша генная инженерия фотосинтеза, которая привела к такому повышению урожайности, не оказала влияния на пищевые качества картофеля, – сказал Дон Орт, профессор биологии растений и наук о растениеводстве имени Роберта Эмерсона и заместитель директора проекта RIPE. – Продовольственная безопасность – не только количество производимых калорий, но мы также должны учитывать качество продуктов питания».
Для подтверждения выводов группы необходимы полевые испытания в различных местах в различных условиях, но обнадеживающие результаты по картофелю могут означать, что аналогичные результаты могут быть достигнуты и по другим корнеклубнеплодным культурам, таким как маниока – основной продукт питания в странах Африки к югу от Сахары, которые, как ожидается, сильно пострадают от повышения глобальной температуры.
«Нам необходимо выращивать культуры, способные выдерживать более частые и интенсивные периоды сильной жары, если мы хотим удовлетворить потребности населения в продовольствии в регионах, наиболее подверженных риску снижения урожайности из-за глобального потепления», – заявила Кэтрин Мичем-Хенсолд.
Источник: agroxxi.ru
