Соя — одна из важнейших сельскохозяйственных культур в мире и основной источник белка, масла и корма для животных. Растения сои образуют густую крону с несколькими ярусами листьев. По мере роста растений верхние ярусы листьев, подверженные воздействию солнца, блокируют солнечный свет, который мог бы достигать нижних ярусов, находящихся в тени.
В природе наблюдаются вариации в площади и размере листьев сои: одни растения длинные и тонкие, другие — большие и круглые. Однако современные сорта сои, как правило, тратят избыточную энергию на развитие крупных листьев, образующих густую крону, вместо того чтобы направлять эту энергию на рост сои.
Исследователи Университета Иллинойса изучили, как размер и форма листьев влияют на распределение света внутри растительного покрова. Используя контролируемые генетические подходы, ученые изменили форму листьев сои и обнаружили, что более узкие листья могут повысить эффективность использования растениями доступного света.
Как более узкие листья повышают эффективность
Узкие листья у сои контролируются одним-единственным геном — GmJAG1. Используя метод контролируемой селекции, исследователи изменили экспрессию гена GmJAG1, чтобы разработать 204 различные линии сои. Эти линии имели широкий диапазон форм листьев, при этом имея практически идентичный генетический код.
Результаты показали, что для сортов с узкими листьями площадь листовой поверхности уменьшается на 13% без негативного влияния на урожайность сои. Уменьшение площади листовой поверхности способствовало улучшению проникновения света через растительный покров. Растения сои с узкими листьями также давали большую долю стручков сои, содержащих четыре боба.
В будущем эти изменения в архитектуре растительного покрова можно будет сочетать с другими стратегиями повышения эффективности использования света, воды и питательных веществ для увеличения общего урожая сои.
Получение высоких урожаев зернобобовых культур возможно только при наличии качественного семенного материала. Во Всероссийском центре карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) изучают карантинные и особо опасные микроорганизмы, поражающие различные зернобобовые культуры.