Признак, который может смягчить воздействие изменения климата на урожай пшеницы, был обнаружен исследователями Университета Квинсленда благодаря компьютерному анализу производительности зерновых культур
Доцент Карин Чену из Квинслендского альянса за сельскохозяйственные и пищевые инновации (QAAFI) использовала одну из самых мощных в мире моделей выращивания сельскохозяйственных культур, симулятор сельскохозяйственных производственных систем (APSIM), чтобы определить стратегию адаптации пшеницы к жарким и засушливым условиям выращивания в контексте изменения климата.
Доктор Чену рассказала, что моделирование роста сельскохозяйственных культур, проведенное с помощью симулятора, показало, что повышенная эффективность транспирации поможет пшеницы адаптироваться к текущим и прогнозируемым условиям и повысить урожайность.
«Эффективность транспирации относится к способности растения производить больше биомассы на единицу транспирируемой воды, - пояснила доктор Чену. - Поры или устьица в листьях открываются и закрываются, чтобы обеспечить газообмен, снабжая растения углекислым газом, необходимым для производства сахаров посредством фотосинтеза. Но эти поры также позволяют выходить водяному пару, что может иметь пагубные последствия, такие как увеличение водного стресса для урожая. Те генотипы, которые закрывают свои устьица в жаркие часы дня, когда потребность в испарении самая большая, успешно экономят воду и лучше работают в условиях засухи».
Фенотипирование эффективности транспирации пшеницы проведено с помощью лизиметрической платформы UQ Gatton.
Симулятор сельскохозяйственных производственных систем APSIM показал, что только внедрение этого одного признака приведет к впечатляющему повышению урожайности.
В масштабе Австралии прирост из-за признака «умных устьиц» составил бы в среднем 2,6% по сравнению с текущими программами селекции, которые обычно обеспечивают прирост урожая от 0,5 до 1% в год.
Воздействие было бы еще сильнее в северном регионе пшеницы, где моделирование показало потенциальное увеличение урожайности на 4,9%.
«Когда мы экстраполируем на будущие климатические условия, определенные признаки демонстрируют свою ценность, обеспечивая увеличение урожайности по мере того, как планета нагревается», - сказала доктор Чену.
Команда QAAFI также рассмотрела генетику, которая лежит в основе эффективности транспирации, создав популяции пшеницы, состоящие из сотен линий. В Австралии в настоящее время существуют линии пшеницы, которые имеют более высокую эффективность транспирации, чем текущий отраслевой стандарт.
Генетический анализ был сосредоточен в первую очередь на линиях пшеницы, адаптированных к северному пшеничному поясу Австралии, учитывая, что именно здесь прогнозируется наибольшее влияние климата на урожайность.
Эта работа была проведена в рамках исследовательских инвестиций Центра исследований и развития зерна (GRDC), Центра передового опыта по трансляционному фотосинтезу Австралийского исследовательского совета (ARC), Научно-промышленных исследований Содружества (CSIRO) и Университета Квинсленда.
(Источник и фото: qaafi.uq.edu.au. На фото применение лизиметрической платформы UQ Gatton. Авторство фото: QAAFI).
Интересна тема? Подпишитесь на персональные новости в Я.ДЗЕН | Pulse.Mail.ru | Я.Новости.