Вчені знайшли спосіб, як запобігти передзбиральному проростанню пшениці і рису

Про це повідомляє phys.org.

Передумовою виникнення явища є тривала дощова погода у передзбиральний період.

Зазначається, що у виробництві пшениці прямі економічні втрати, спричинені передзбиральним проростанням, можуть становити до $ 1 млрд/рік. У випадку вирощування рису явище завдає шкоди приблизно 6% площ традиційного рису та цілих 20% площ гібридного рису під час сезону збору врожаю. З глобальною зміною клімату PHS трапляється все частіше. 

Прагнучи вирішити цю проблему, дослідники під керівництвом проф. CHU Chengcai і GAO Caixia з Інституту генетики та біології розвитку (IGDB) Академії наук Китаю (CAS) нещодавно виявили, що молекулярний модуль SD6/ICE2 контролює стан спокою насіння рису та має потенціал для покращення толерантності PHS у рисі та пшениці. 

У дослідженні вчені використовували набір ліній заміни одного сегмента хромосоми, отриманих від схрещування сорту японського рису Nipponbare зі слабким спокоєм та сорту рису Kasalath із сильним спокоєм, щоб ідентифікувати ген, названий Seed Dormancy 6 (SD6), що сприяє стану спокою насіння рису.

«Виявлено, що ген SD6 і його партнер по взаємодії ICE2 антагоністично контролюють стан спокою насіння рису, регулюючи гомеостаз абсцизової кислоти (АБК). Зокрема, SD6 безпосередньо сприяє експресії гена катаболізму ABA8OX3 і опосередковано пригнічує експресію біосинтетичного гена ABA NCED2, тоді як ICE2 діє протилежним чином», — йдеться в повідомленні.

Основний вплив на силу спокою насіння має температура. Дослідники виявили, що молекулярний модуль SD6/ICE2 контролює стан спокою насіння рису залежно від температури: SD6 посилено ініціює проростання насіння при кімнатній температурі. Однак при низькій температурі вплив SD6 знижується, тоді як вплив гена ICE2 підвищується, щоб підтримувати стан спокою насіння.

Так, редагувавши ген SD6 у трьох сортах рису (T619, Wu27 і Huai5) дослідники виявили, що така стратегія стане корисною для покращення толерантності передзбирального проростання у рису. Цікаво, що редагування гена TaSD6 у сорті пшениці Kenong199 також значно покращило її стійкість до PHS, вказуючи на те, що ген SD6 функціонально зберігається в контролі спокою насіння як рису, так і пшениці.

У підсумку вчені відмітили, що гени SD6 і ICE2 регулюють стан спокою насіння шляхом точного налаштування вмісту абсцизової кислоти в насінні залежно від температури. Таким чином вони допомагають насінню подолати природні сезонні зміни та забезпечити успішне розмноження. З цієї причини SD6 може бути потужною мішенню для підвищення стійкості до PHS у зернових в польових умовах.

Нагадаємо, науковці виявили штам міковірусу, здатний пригнічувати розвиток фузаріозу пшениці.