Ученые обнаружили гены, которые способствуют выживанию растений в пустыне Атакама в Чили. Результаты исследований помогут в создании засухоустойчивых сортов сельхозкультур.
Пустыня Атакама находится на севере Чили, между Тихим океаном и Андами. Она является самым засушливым местом на планете (не считая полюсов). Однако, там растут десятки растений, в том числе травы, однолетние и многолетние кустарники.
«Наше исследование растений в пустыне Атакама имеет прямое отношение ко всем регионам мира. В связи с потеплением климата такие явления как засуха, экстремальные температуры и наличие соли в воде и почве представляют значительную угрозу для мирового производства продуктов питания».
Родриго Гутьеррес - профессор кафедры молекулярной генетики и микробиологии Папского католического университета Чили
Чилийские исследователи за 10 лет создали единственную в своем роде «естественную лабораторию» в пустыне, в которой они проводили анализ климата, почвы и растений на 22 участках, расположенных на различной высоте.
Ученые зафиксировали перепады дневной и ночной температуры более чем на 50 градусов по Цельсию, высокий уровень радиации,отсутствие питательных веществ в почве, и минимальное количество осадков, годовой уровень которых выпадает в течение нескольких дней.
Затем исследователи приступили к определению последовательности генов, экспрессируемых в 32 доминирующих видах растений Атакамы, и оценки почвенных микроорганизмов, связанных с растениями, на основе последовательностей ДНК. Они обнаружили, что у некоторых видов растений у корней развиваются бактерии, которые способствуют их росту. Симбиоз растений с полезными бактериями оптимизирует потребление азота, что имеет решающее значение для роста растений и является одним из видов адаптации к жизни в бедных азотом почвах Атакамы.
Чтобы определить гены, благодаря которым растения приспособились к жизни в пустыне, ученые из Нью-Йоркского университета провели анализ с использованием подхода, называемого филогеномикой. Он направлен на реконструкцию эволюционной истории с использованием геномных данных. Они сравнили геномы 32 растений Атакамы с 32 неадаптированными, но генетически похожими «сестринскими» видами, а также с несколькими модельными видами.
Так, исследование выявило 265 генов-кандидатов, белковая последовательность которых изменилась в ходе адаптации к жизни в Атакаме. Кроме того, ученые обнаружили гены, участвующие в регуляции реакции на стресс, которые могут быть связаны с адаптацией этих растений Атакамы к их стрессовой и бедной питательными веществами среде.
«Большинство видов растений, которые мы охарактеризовали в этом исследовании, ранее не изучались. Поскольку некоторые растения Атакамы тесно связаны с основными культурами, включая зерновые, бобовые и картофель, выявленные нами гены-кандидаты представляют собой генетическую «золотую жилу» для создания более устойчивых культур».
Родриго Гутьеррес - профессор кафедры молекулярной генетики и микробиологии Папского католического университета Чили
Подготовлено по материалам https://phys.org/
Наши уважаемые читатели, не забывайте ставить лайки. Таким образом, мы будем видеть, что материалы, которые публикуются нашим порталом, интересны для вас!
#главагроном #сельское хозяйство #наука #научные исследования #генетика #гены #селекция #научные открытия